Регулятор температуры для эталонного кварцевого генератора

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.(61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 03,1230 (21 3211762/18-24 151 М. Кл.з с присоединением заявки МоС 05 0 .23/19 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) РЕГУЛЯТОР ТЕМПЕРАТУРЫ ДЛЯ ЭТАЛОННОГО КВАРЦЕВОГО ГЕНЕРЛТОРЛ10 Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в высокостабильных кварцевых генераторах с повышенной спектральной чистотой выходного колебания, а также в других экономичных по потребляемой мощности приборах, в которых требуется поддерживать температуру с высокой точностью. Известен регулятор температуры, содержащий автогенератор, термодатчик детектор, усилитель, исполнительное устройство и дифференциальный трансформатор 11. Однако точность работы такого регулятора и кратковременная стабильность частоты стабилиэируемого .генератора недостаточны.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является регулятор температуры, содержащий датчик температуры ( эталонный автогенератор с прецизионным кварцевым резона тором, автогенератором с температурным кварцевым реэонатором, преобразователь .1,смеснтель ), детектор, широтно-импульсный модулятор, усилитель и нагреватель 23 .30 В термостатах для кварцевых резонаторов, в которых используется такой принцип регулирования температуры, с целью уменьшения камеры термостатирования резонаторы обычно размещены в одном баллоне. При этом два генератора влияют друг на друга, как две колебательные (маятниковые) системы, с одной стороны, а с другой - через преобразователь. На спектральный состав выходного колебания оказывает влияние и широтно-импульсный модулятор. Все это снижает кратковременную стабильность частоты прецизионного автогенератора и ухудшает параметры системы регулирования температуры. При размещении кварцевого резонатора с большим температурным коэффициентом в отдельном баллоне размеры камеры тепла резко увеличиваются, что приводит к увеличению влияния окружающей температуры на камеру термостатирования или увеличению потребляемой мощности, а также к снижению точности работы термостата. Иирокому применению и распространению такие регулятрры температуры обязаны основному их достоинству - отсутствию практически уходов точки термостатирования при многолетней работы.35 Цель изобретения - повышение экономичности и точности .регулятора температуры.Поставленная цель достигается тем,что регулятор температуры для эталонного кварцевого генератора содержит 5последовательно соединенные эталонный автогенератор с прецизионнымкварцевым резонатором, фазовый детектор, усилитель и нагреватель, а такжетемпературный кварцевый резонатор, 10причем вход температурного кварцевого резонатора подключен к выходу эталонного автогенератора с прецизионнымкварцевым резонатором, а выход - кдругому входу Фазового детектора.Кроме того, между выходом эталонного автогенератора с прецизионнымкварцевым резонатором и входом температурного кварцевого резонатора включен умножитель частоты.На чертеже показана схема регулятора.Предлагаемый регулятор температуры содержит эталонный автогенератор 1 с прецизионным кварцевым резонатором 2, температурный кварцевый резонатор 3, Фазовый детектор4, усилитель 5, нагреватель б. Приэтом эталонный автогенератор 1 с прецизионным кварцевым резонатором 2 .соединен с первым входом фазовогодетектора 4 непосредственно, а совторым его входом - через температурный кварцевый резонатор 3, выход которого является выходом устройства. Выход детектора 4 через усилитель 5 соединен с нагревателем б.Регулятор работает следующим образом.Температурный кварцевый резона тор 3 под влиянием температуры изменяет свою центральную частоту относительно частоты эталонного авто- генератора 1 с прецизионным кварцевым резонатором 2, и, следовательно 45 изменяется Фазовый сдвиг сигналов на входах фазового детектора 4. На выходе фазового детектора 4 возникает напряжение (сигнал ошибки), которое после усиления в усилителе 5 изменяет мощность, выделяемую нагревателем б таким образом, чтобы восстановить тепловое равновесие, т.е. равенство частоты эталонного автогенератора 1 и центральной частоты полосы пропускания температурного кварцевого резонатора 2.При номинальной температуре частотаэталонного автогенератора 1 и центральная частота полосы пропускания температурного кварцевого ре зонатора 3 совпадают, фазовый сдвиг напряжений на входах фазового детектора отсутствует. В этом случае регулятор температуры либо не работает (в термостатах, использующих эффект 65 Пельтье, либо выделяет тепловуюмощность, необходимую лишь для поддержания теплового равновесия, Этосоответствует установившемуся режиму, когда происходят небольшие флуктуации мощности подогрева вокруг значения, при котором мОщность, выделяющаяся в нагревателе, равна мощности., рассеиваемой термостатом вокружающее пространство, Температурный кварцевый резонатор выполняетодновременно и роль узкополосногофильтра. Колебание эталонного автогенератора, усиленного его буфернымиусилителями, проходит через этотузкополосный фильтр и приобретаетповышенную спектральную чистоту.Между выходом эталонного автогенератора и входом температурногокварцевого резонатора с целью повышения точности, может включатьсяумножитель частоты.Предлагаемое решение в отличиеот прототипа, обеспечивает сокращение размеров камеры теплатак как резонаторы располагаютсяв общем баллоне, а следовательно,в общем термостатированном объеме,при этом точность может достигатьтысячных долей градуса, исключениепреобразователя и широтно-импульсного модулятора, устранение взаимноговлияния автогенераторов с прецизионным и температурным кварцевыми резонаторами, так как автогенераторс температурным кварцевым резонатором исключается, При этом температурный кварцевый резонатор выполняетдве функции.датчика температуры иузкополосного кварцевого фильтра.Такое решение, с одной стороны, обеспечивает высокую точность поддержания температуры за счет большой крутизны фазовой характеристики узкополосного фильтра, а с другой - исключает необходимость в применениидля высокостабильных кварцевых генераторов отдельно изготовляемых дорогостоящих кварцевых фильтров, стоимость которых, особенно термостатированных, примерно равна стоимостипрецизионных термостатированных кварцевых генераторов, Кроме того, относительная спектральная плотность шумовэталонного автогенератора может бытьснижена на 10-20 дБ относительно свободного генератора,Формула изобретения1. Регулятор температуры для эталонного кварцевого генератора, содержащий последовательно соединенные эталонный автогенератор с прецизионным кварцевым резонатором, усилитель и нагреватель, а также те 1 лпературный кварцевый резонатор, фазовый детектор,аказ 5945 3 Тираж 9 4 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью повышения экономичности и точности регулятора температуры, вход температурного кварцевого резонатора подключен к выходу эталонного автогенератора с прецизионным кварце вым резонатором, а выход - к другому входу фазового детектора.2. Регулятор температуры по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что между выходом эталонного автогенера-. тора с прецизионным кварцевым резоиатором и входом температурного кварцевого резонатора включен умножительчастоты.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРФ 295117, кл.С 05 0 23/19, 1969.2. Авторское свидетельство СССРУ 286368, кл. С 05 П 23/20, 1979 1 О (прототип).