Кварцевый осциллятор

Класс 21 аф, 8 И 45638 ВТОРСНОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ кварцевого осциллят авторскому свидетельству М, М. Пруаанского, за 1934 года (спр, о перв.146220), с присое от 1 апреля 1934 года (спр. о перв. М О выдаче авторского свидетельства опубликовано 31ора,вленному 21 апреляинением заявкия 144925).января 1936 года. В целях упрощения и удешевления радиостанций, работающих в коротковолновом, а в особенности в ультра- коротковолновом диапазоне волн, желательно иметь в задающем генераторе стабильные колебания возможно более короткой волны, сохраняя при этом достаточную полезную мощность, При кварцевой стабилизации технически непригодно применять пластины (вследствие их хрупкости) тоньше 0,5 мм. Поэтому для получения в задающем генераторе стабильных колебаний более короткой волны целесообразно возбуждать кварц в обер. тонах основного колебания пластины по толщине. Кварцевые пластины при возбуждении их в обертонах по толщине в обычных осцилляторных схемах оказываются мало активными". Одной из главных причин этого явления служит все возрастающее (с укорочением волны) вредное влияние статической емкости кварца, а также емкостей, приключенных параллельно ему.Предлагаемое осуществление схем кварцевых осцилляторов основано на компенсации вредной статической емкости кварца путем включения последова. тельно с кварцем компенсационной само- индукции. Величина компенсационной самоиндукции берется такой, чтобы совместно со статической емкостью кварца она была настроена на частоту, равную или близкую основной частоте (или обертону) колебаний кварцевой пластины).Прежде чем перейти к формулировке принципов построения схем кварцевых осцилляторов, следует указать на то, что, как известно, эквивалентную схему лампового генератора можно представить в виде замкнутой цепи, состоящей из последовательно соединенных между собой звеньев (четырехполюсников), Каждое из звеньев (четырехполюсников) может представлять собой любую комбинацию из самоиндукций, емкостей и сопротивлений.Предлагаемые схемы кварцевых осцилляторов, в которых осуществляется компенсация вредной статической емкости кварца, могут быть разделены на два класса: к первому классу относятся кварцевые осцилляторы, отличающиеся тем, что параллельно одному из звеньев в цепи самовозбужденного лампового ге. нератора включается контур, состоящий из соединенных последовательно кварца и катушки самоиндукции, причем статическая емкость кварца вместе с самоиндукцией настроены на частоту, равную или близкую основной частоте (или гармоники) колебаний кварцевой пластины; второй класс образуют кварцевые осцилляторы, отличающиеся тем, что параллельно одному из звеньев в ц;"-.пи само- возбуждения лампового генератора собратной связью, препятствующей само- возбуждению, приключается контур, состоящей из соединенных последовательно кварца и катушки самоиндукции, причем статическая емкость кварца вместе с самоиндукцией настроена на частоту, близкую к основной частоте (или гармоники) колебания кварцевой пластины.На чертеже фиг, 1 схематически изображает кварцевые осцилляторы первого и второго классов; фиг. 2, 3 и 4 - некоторые из возможных схем кварцевых осцилляторов первого класса; фиг. 5 иллюстрирует работу кварцевых осцилляторов первого класса; фиг. б изображает эквивалентную схему кварцевого осциллятора по фиг. 2; фиг. 7 и 8 - некоторые из возможных схем кварцевых осцилляторов второго класса; фиг. 9 иллюстрирует работу кварцевого осциллятора, изображенного на фиг, 7,Как видно из фиг. 1, контур, состоящий из кварца Я и компенсационной самоиндукции Е, приключен параллельно одному из звеньев четырехполюсников) в цепи самовозбуждения.На фиг. 2, 3 и 4 представлены некоторые из возможных схем кварцевых осцилляторов первого класса. Все эти схемы характеризуются тем, что при отключенном контуре, содержащем кварц Я и компенсационную самоиндукцию Е, ламповый генератор самовозбужден и его параметры подобраны таким образом, чтобы генератор развивал максимальную мощность колебаний на частоте кварца. Величина компенсационной самоиндукции А подбирается такой, чтобы собственная частота контура, образованного компенсационной самоиндукцией Е, и статической емкости кварца была бы близка или равнялась основной частоте (или гармонике) колебаний кварцевой пластины. При переключении контура, содержащего кварц и компенсационную самоиндукцию, параллельно одному из звеньев в цепи самовозбужденного лампового генератора получается следующая картина, На частотах, лежащих в некотором диапазоне по обе стороны от основной частоты (или гармоники) кварцевой пластины, сопротивление звена, параллельно которому приключается кварц и самоиндукция Е, оказывается шунтированным малым сопротивлением. Вследствие этого условия самовозбуждения нару. шаются и генерация прекращается. На частоте кварца появляется пьезо.электрическая проводимость, резонанс контура, содержа;цего кварц, нарушается и схема самовозбуждается на частоте кварца.Фиг, 5 иллюстрирует работу кварцевых осцилляторов первого класса. Здесь по оси абсцисс отложена частота а, а по оси ординат ток 7 в анодном контуре осциллятора,На фиг. б в качестве пояснения фиг, 1 представлена эквивалентная схема кварцевого осциллятора, изображенного на фиг. 2, Здесь Р,. внутреннее сопротивление лампы. Четырехполюсник, ограниченный пунктиром, представляет собой трансформатор с коэфициентом трансформации р, эквивалентный коэфициенту усилениялампы.На фиг,7 и 8 представлены некоторые из возможных схем кварцевых осцилляторов второго класса. Схемы кварцевых осцилляторов второго класса характеризуюся тем, что при отключенном контуре, содержащем кварц и компенсационную самоиндукцию Е, ламповый генератор ие может самовозбудиться на частоте кварца, В этих схемах контур, образованный из последовательно соединенных кварца 9 и самоиндукции Е, играет двоякую роль,Самоиндукция Е вместе со статиче. ской емкостью С кварца настроена на частоту, близкой к основной частоте (или гармонике) колебаний кварцевой пластины, благодаря чему осуществляется компенсация вредной статической емкости С кварца;При отсутствии пьезо-электрической проводимости проводимость звена, параллельно которому приключается кварцевый контур, имеет значение, препятствующее самовозбуждению генератора на частоте кварца. При появлении пьезоэлектрической проводимости последняя изменяет величину и фазу коэфициента обратной связи так, что наступает само- возбуждение осциллятора на частоте кварца, Таким образом осуществляется осцилляторный режим работы схем,