Термокомпенсированный кварцевый генератор

(5) СПИК АВТОРС ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ НИЕ ИЗОБ 4(71) Омский политехнический институт (53) 621.373.5(088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 623246, кл. Н 03 В 5/32, 1977,2. Авторское свидетельство СССР 9 357882, кл. Н 03 В 5/32, 1972 (прототип).(54)(57) ТЕРМОКОИПЕНСИРОВАННЫЙ КВАРЦЕВИЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий двухмодовый кварцевый автогенератор и последовательно соединенные смеситель первый фильтр нижних частот, усилитель и блок термокомпенсации, выход которого подключен к входу управления частотой двухмодового кварцевого автогенератора, при этом выход сигнала основной моды и выход сигнала температурной моды двухмодо" вого кварцевого автогенератора подключены соответственно к первому и второму входам смесителя, выход сигнала основной моды двухмодового кварцевого автогенератора является выходом термокомпенсированного кварцевого генератора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с. целью повышения спектральной чистоты выходного сигнала путемподавления сигнала температурной моды, введены: амплитудный детектор и второй фильтр нижних частот, выход которого подключен к входу управления усилением Двух- Б модовогокварцевого автогенератора, при этом амплитудный детектор включен между выходом усилителя и входом второго фильтра нижних частот.МИзобретение относится к радиотехнике и может бить использовано дляполучения высокостабильных гармонических колебаний,Известен двухчастотный кварцевыйгенератор, содержащий общую активную часть, выполненную на биполярномтранзисторе по схеме емкостной трехточки с общим коллектором, и фильтрнижних частот, включенный между эмит тером транзистора и общейшиной )11 .Однако выходной сигнал двухчастотного кварцевого генератора имеетзначитедьньй уровень комбинационныхсоставляющих, что осложняет возможность его практического использования.Наиболее близок к предложенномупо технической сущности термокомпенсированный кварцевый генератор, содержащий двухмодовый кварцевый автогенератор и последовательно соединенные смеситель, первый фильтр нижних частот, усилитель и блок термокомпенсации, выход которого подключенк входу управления частотой двухмодового кварцевого автогенератора,при этом выход сигнала основной модыи выход сигнала температурной модыдвухмодового кварцевого,автогенератора подключены, соответственно, кпервому и второму входам Чмесителя,выход сигнала основной моды двухмодового кварцевого автогенератораявляется выходом термокомпенсирован 35ного кварцевого генератора )21:.Недостатком данного термокомпенсированного кварцевого генератораявляется то, что в выходном сигнале,кроме сигнала с частотой основноймоды, присутствует сигнал с частотойтемпературной моды, что обуславливает его "грязный" гармоническийсостав.Цель изобретения - повышениеспектральной чистоты выходного сигнала путем подавления сигнала температурной моды. Для достижения поставленной цели в термокоменсированный кварцевый 50 генератор, содержащий двухмодовый кварцевый автогенератор и последовательно соединенные смеситель, первый фильтр нижних частот, усилитель и блок термокомпенсации, выход которо го подключен к входу управления )частотой двухмодового кварцевого ав тогенератора, при этом выход сигна" 1145450 3ла основной моды и выкод сигнала.температурной моды двухмодовогокварцевого автогенератора подключены соответственно к первому. и второму входам смесителя, выход сигналаосновной моды двухмодового кварцевого автогенератора является выходомтермокомпенсированного кварцевогогенератора, введены амплитудныйдетектор и второй фильтр нижних частот, выход которого подключен к входу управления усилителем двухмодового кварцевого автогенератора, приэтом амплитудный детектор включенмежду выходом усилителя,и входомвторого фильтра нижних частот.На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - вариантвыполнения двухмодового кварцевогоавтогенератора, на фиг. 3 - вариантвыполнения двухмодового кварцевогоавтогенератора и смесителя на одномтранзисторе.Термокомпенсированный кварцевый.генератор содержит двухмодовый кварацевый автогенератор 1, смеситель 2,первый фильтр 3 нижних частот, усилитель 4 блок 5 термокомпенсации,амплитудный детектор б и второйфильтр 7 нижних частот.Генератор работает следующим об-.разом.При выполнении необходимых условий самовозбуждения бигармоническихколебаний в двухмодовом кварцевомавтогенераторе 1 в результате ихвзаимодействия на нелинейности смесителя 2 появляются колебания комбинационных частот, из которых первый.фильтр 3 выделяет колебания разностной частоты. Амплитуда колебаний .разностной частоты .ри разомкнутойцепи обратной связиРФ40) 2(0) 1где- коэффициент преобразования смесителя 210 О . - амплитуды автоколеба 1 ь)ф 2(оний, поступающих на.вход смесителя 2.В результате прохождения колеба- .ний разностной частоты по цепи обратной связи вырабатывается напряжение управления усилением двухмодового кварцевого автогенератора 1При соответствующем фазировании этогонапряжения увеличение амплитудывызывает уменьшение напряжения управ114 ю ЦРЙ) рр 1/Кф 1 с "ф 5ления, следовательно, уменьшениефактора регенерации двухмодовогокварцевого автогенератора 1. Уменьшение фактора регенерации, связанноес введением цени обратной связи, вызывает уменьшение амплитуды в первуюочередь слабого колебания, т.е. имеющего меньший фактор регенерации.Амплитуда сильного колебания приэтом сохраняется примерно прежней. 10Амплитуда раэностных колебаний призамкнутой петле обратной связибАВИВ Кфъ 1+кк, ккф,э15где К. - коэффициент усиленияусилителя 4;К- коэффициент преобразованияамплитудного детектора 6Кф- коэффициент передачи перво бго Фильтра 3 на частотераэностных колебаний,к - коэффициентпередачи второ- го фильтра 7 на постоянномтоке; 255 - крутизна преобразованиянапряжения управления усилением двухмодового кварце-,, вого автогенератора 1 вамплитуду колебаний разностной частоты на выходесмесителя 2. При ККт К Кф 5)11 т,е. О( Ор,1 . Так как вследствие ассиметрии амплитуда сильного колебания ОО, то иэ ( 1) оче О1(ц - 1 о 1видно, что уменьшение амплитуды разностных колебаний достигнуто путем уменьшения амплитуды слабого колебания 0. При значении Кф К К К ,ус и (100 1000) соотношейие ампли туд сильного и слабого колебаний в спектре генерируемых колебаний достигает 40-60 дБ. Все комбинационные составляющие, обусловленные взаимодействием сильного и слабого колебаний на нелинейности двухмодового кварцевого автогенератора 1 54504ослаблены в еще большей степени. В 1результате спектральная чистота генерируемых колебаний повышается. Колебания разностной частоты, усиленные усилителем 4, несут информацию о температуре кварцевого резонатора,которая преобразуется в блоке 5 ииспользуется для подстройки частоты.На Фиг. 2 приведен вариант выполнения двухмодового кварцевого автогенератора 1 в виде системы связанных автогенераторов, в которых независимое ограничение амплитуд автоколебаний осуществляется раздельными нелинейиостями - диодами, шунтирующимн соответствующие колебагельные контуры. Двухмодовый кварцевый автогенератор 1 и смеситель 2 могут быть выполнены на одном транзисторе, .как показано на Фиг, За, Б, В этом случает устойчивость асинхронных бигармонических колебаний обеспечивается за счет работы транзистора с . углами отсечки менее 90 без захода в режим насьвценця.су Предлагаемый термокомпенсированный кварцевый генератор в сравнениис прототипом имеет более чистыйспектральный ссстав генерируемыхколебаний. Например, при использоваОнии кварцевого резонатора срезалй = 23 25 /34 02 с сопротивлением потерь по основной частоте 10 мГц,7 Оми сопротивлением потерьпо температурной моде т = 10920 кГц,г= 35 Ом при Кс Кд ф 1 Кф =1000 термокомпенсированный кварцевый генератор имеет подавлениепобочных колебаний в спектре генерируемых колебаний около 50-55 дБ,что на 45-50 дБ лучше, чем у прототипа.Использование изобретения позволяет упростить систему фильтрациив опорных кварцевых генераторах сцифровой термокомпенсацией, что поз-,воляет повысить технологичность изделия, его надежность. Предложенноеустройство полностью может быть выполнено в интегральном исполнении,1145450 к: 2 Составитель В.РудайТехред Ж.Кастелевич Корректор. Е.Рошк Редактор Л.Пчелинская Тираж 872 ПодлИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий5, Москва, Ж, Раушская наб., д. Заказ 11 о 5 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4