Кварцевый генератор

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОЮ (11) эх Н 03 В 5/32 ГОСУДАРСВЕНН 11 Й КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕПНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Патент США В 4282496,кл . 331-116, опублик. 04,08.81. 2. Плонский А,Ф, и дрТранзисторные автогенераторы метровых волн, стабилизированные на механических гармониках кварца. И., "Связь", 1969, с, 129-131.(прототип) .(54) (57) КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР, с одержащий первый транзистор, коллектор и база которого соответственночерез первый и второй резисторы подключены к шине питания, а соответственно через первый и второй конденсаторы подключены к общей шине, второй транзистор, а также кварцевый резистор, параллельно которому включен третий резистор, при этом эмиттер первого транзистора через четвертый резистор подключен к общей шине, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона частот в сторону верхних частот и упрощения настройки, второй транзис - тор имеет тип структуры, противоположный типу структуры первого транзистора, эмиттер и база второго транзистора соединены соответственно с ЕР коллектором и эмиттером первого транзистора, кварцевый резонатор включен между коллектором второго транзистора и общей шиной.1116520 45 1Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для создания источников высоко- стабильных колебаний высоких частот.Известен безиндукционный кварцевый гейератор, содержащий соединенные в кольцо усилитель и частотозадающую цепь. положительной обратной связи с кварцевым резонатором 11.Однако этот кварцевый генератор 10 не может работать на высоких номерах механических гармоник кварцевых резонаторов.Наиболее близким по технической сущности к предложенному является 5 кварцевый генератор, содержащий первый транзистор, коллектор и база которого соответственно через первый и второй резисторы подключены; к шине питания, а соответственно 20 через первый и второй конденсаторы к общей шине, второй транзистор, а также кварцевый резонатор, параллельно которому включен третий резистор, при этом эмиттер первого 25 транзистора через четвертый резистор подключен к общей шине. В данном кварцевом генераторе коллектор второго транзистора подключен к шине питания, база подключена к коллектору первого транзистора, а эмиттер второго транзистора через кварцевый резонатор, параллельно которому подключен третий резистор, соединен с эмиттером первого транзистора 121.35Недостатком данного кварцевого генератора является ограниченный диапазон рабочих частот, обусловленный индуктивным характером выходного сопротивления каскада, выполненного 4 на втором транзисторе. Кроме того, компенсация статистической емкости кварцевого резонатора в известном кварцевом генераторе осуществляется подбором катушки индуктивности, что ухудшает технологичность настройки.Цель изобретения - расширение ра бочего диапазона частот в сторону верхних частот и упрощение настройки.Для достижения цели в кварцевомгенераторе, содержащем первый транзистор, коллектор и база которого соответственно через первый и второй резисторы подключены к шине питания, а соответственно через первый и вто-.55 рой конденсаторы подключень 1 к общей шине, второй транзистор, а также кварцевый резонатор, параллельно ко;торому включен третий резистор, приэтом эмиттер первого транзисторачерез четвертый резистор подключенк общей шине, второй транзистор имееттип структуры, противоположный типуструктуры первого транзистора, эмиттер и база второго транзистора соединены соответственно с коллектором иэмиттером первого транзистора, кварцевый резонатор включен между коллектором второго транзистора и общейшиной,На фиг. 1 приведена принципиальнаяэлектрическая схема предложенногокварцевого генератора, на фиг. 2его эквивапентная схема в областиверхних частот.Кварцевый генератор (фиг.1) со-.держит первый транзистор 1, первыйрезистор 2, второй резистор 3, первый конденсатор 4, второй конденсатор 5, третий резистор 6, второйтранзистор 7, кварцевый резонатор 8,четвертый резистор 9.На эквивалентной схеме кварцевогогенератора (фиг.2) обозначено: первый каскад 10, второй каскад 11,Ьщ- индуктивная компонента выходного сопротивления второго каскада11, К - частотнозависимая отрица-,тельная вещественная компонентавходного сопротивления второго каскада 11.Кварцевый генератор работает следующим образом,В общем случае коэффициент усиления по напряжению первого каскада10 Кц незначительно превышает единицу, так как постоянное напряжениеколлектор " эмиттер первого транзистора равно напряжению эмиттер - база второго транзистора(для крем"ниевых транзисторов это напряжениепримерно равно 0,7 В) и в цепи коллектора первого транзистора включенпервый резистор 2, зашунтированныйпервым конденсатором 4 и низким выходным сопротивлением второго каскада 11. При этом эквивалентное сопротивление коллекторной нагрузкипервого каскада 10 далеко от оптимального за счет соответствующеговыбора номиналов первого и четвертого резисторов 2 и 9. К- коэффициент усиления по напряжейию второго каскада 11 меньше единицы в связи с тем, что этот каскад является эмиттерным повтори3 11165 телем, усиление которого ослаблено дополнительно включенным в цепь ,коллектора второго транзистора 7 третьим резистором 6 с сопротивлением несколько десятков ом. В этом 5 случае общий коэффициент усиления схемы К,К, с 1, и генерация отсутствует.Гальваническая связь первого и второго транзисторов 1 и 7 в сочета нни с соответствующим выбором номиналов первого, второго и четвертого резисторов 2, 3 и 9 обеспечивают пьвышенную температурную стабильность величин Ку и К15При настройке контура из эквивалентной индуктивности Ьци первого конденсатора 4 за счет изменения номинала последнего на частоту требуемой механической гармоники кварце ного резонатора 8 - Е - на этой частоте происходит подъем К, так какэквивалентное сопротивление в цепиколлектора первого транзистора 1 возрастает и приближается к оптималь ному. Вместе с этим разница в величинах сопротивлений коллекторной и эмиттерной цепей второго транзистора 7 достигает максимальной величины, так как сопротивление парал- З 0 лельно включенных кварцевого резона"тора 8 и четвертого резистора 6 вблизи частоты Г достигает экстремального минимума, в то время как сопротивление параллельного контура Ьпервый конденсатор 4 максимально35Вблизи частоты Йз происходит резкоеувеличение модуля отрицательного сопротивления - К (Й),что приводитк дополнительному резкому возраста 40нию величины К К . В результате 6 20 4в узкой полосе частот вблизи з в .схеме кварцевого генератора обеспечиваются условия возникновения стабильных колебаний, частота которых может изменяться плавной подстройкой номинала первого конденсатора 4Технические преимущества предложенного кварцевого генератора в сравнении с базовым вариантом (прототипом) заключаются в следующем. Индуктивный характер выходного сопротивления второго каскада 11 использует" ся для реализации частотно-избирательного контура, улучшающего усилительные свойства активной части схемы. Это позволяет повысить верхний предел генерируемых частот. Эффект отрицательного входного сопротивле-, ния второго каскада 11 обостряется только в узкой полосе частот вблизиВ предложенной схеме использует" ся резистивное шунтирование кварцевого резонатора, что значительно упрощает настройку схемы и приводит к уменьшению температурной и режимной нестабильности частоты выходных колебаний, Количество подстроечных . элементов сведено к одному, что значительно упрощает настройку квар. цевого генератора. Из схемы исключены индуктивные элементы, что облегчает конструктивную реализацию генератора в микроэлектронном варианте. Повьзпенная температурная стабильность усилительных свойств активных элементов позволяет уменьшить неста" бильуоеть частоты и уровня выходных: колебаний в диапазоне температур и снизить рассеиваемую иа кварцевом резонаторе мощность.1116520 Составитель В.Рудаолесникова Техред Л.Иикеа рректор А Обруча акт Заказ 6944/АЗ ВН"Патент Уж Тираж 861 П ИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открыгий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д . 4/