Устройство для термокомпенсации кварцевого генератора

(57) Изобретение технике и .м.б. и стабильных источ литехническийаев, А.В.Косых ститут относится к радиоспользовано в высок никах эл. колебаний сть термокомпенсаци 88,8)Г. Б. и др. Кв Радио и связь Повьш(ается Устройство дев 198 одер р (Т клю жит термочуствитель реключа- адреминания 5 Ч 8 ныи генераттель 2 и 1 Оса 4, блокрегистр хра льство СССРВ 5/32, 1983. вторское свидет 84938, кл. Н 03 ения ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ1241406 синхронизатор 9, инвертор 11, счетныйтриггер 12, формирователь интерваловсчета 13, П-триггер 14, делитель частоты 15 и компаратор частот 16. Припоступлении на ключ 3 импульсной последовательности с выхода переключате.ля 10 на выходе ФНЧ 8 формируетсяинтерполированная компенсирующая фция (КФ), узлы интерполяции которойсдвинуты на 1/2 величины интервалаинтерполяции по сравнению с интерполированной КФ, получаемой при поступИзобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при построении высокостабильных источников электрических колебаний.Целью изобретения является повыше ние точности термокомпенсации.На Фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства термо. компенсации кварцевого генератора, на фиг. 2, 3 - эпюры, поясняющие его принцип действия.Устройство термокомпенсации квар-. цевого генератора содержит термочувствительный генератор 1, первый пе - реключатель 2, ключ 3, счетчик 4 адреса, блок 5 постоянного запоминания (БПЗ), регистр 6 хранения, цифроаналоговый преобразователь 7 (ЦАП), фильтр 8 нижних частот (ФНЧ) синхронизатор 9, второй переключатель 10, инвертор 11, счетный триггер 12, Формирователь 13 интервалов счета, В- триггер 14, делитель 15 частоты, компаратор 16 частот.Устройство работает следующим образом.Формирователь 13 Формирует последовательность импульсов с необходимым периодом То. После прихода фронта импульса от формирователя 13 на вход (первый) синхронизатора 9 на его выходах появляются управляющие сигналы, синхронизированные с сигналом тармочувствительного генератора 1. Сигна лы на первом и втором входах, первом, втором, третьим и четвертом выходах синхронизатора 9 показаны на Фиг.2 к,ь, Г, д, В соответственно. Импульс останова с первого выхода сикх ленки на ключ 3 импульсов с выходаТГ 1, Переход от одной КФ к другойосуществляется переключателем 2, управляемым компаратором частот 16.Последний переключает также и области в блоке постоянного запоминания 5,в которых записаны компенсирующиекоды для каждой КФ. Цель достигаетсявведением переключателей 2 и 10, инвертора 1 1, счетного триггера 12,П-триггера 14, делителя частоты 15и компаратора частот 16, 3 ил,3ронизатора 9 закрывает ключ 3 и пред-отвращает изменение состояния счетчика 4 адреса на время действия импульса записи, после которого счетчик обнуляется, Импульс останова уменьшает количество считаемых импульсов на оп - ределанную величину (в данном случае на 2). Счетчик 4 адреса считает количество импульсов термочувствительного генератора 1, фронты которых попадают в интервал между положительными, Фронтами импульсов формирователя 13 интервала счета, Ксли период импульсов Формирователя интервала счета равен Ти а период импульсов термочувствительного генератора 1 равен Т , то в счетчик может записаться М или И+1 импульсов, гдеИЕ и СТсг./ Ь ) (1)При этом вероятность того, что в счетчик запишется И+1 импульс равнаР(И+1) = Тс/С - 11Г Т с / (2)Вероятность Р(И+1) зависит от температуры окружающей среды, изменяясь от нуля (при температура Тн ) до единицы (при температуре Ть) . Вследствие изменения кодов, поступающих из БПЗ 5 в ЦАП 7, компенсирующее напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 7 имеет вид двухуровневой импульсной последоватальности со скважностью, зависящей от температуры окружающей среды, причем эти уровни соответствуют значению компенсирующей функции (КФ) в узлах интерполяции. Постоянная составляющая этсй импульсной последовательности меняется от значения ч (при темпера 3 12 туре Т ) до Ч 81 (при т емперарутр е Три) . Таким образом, благодаря наличию ФНЧ 8 осуществляется кусочно- линейная интерполяция КФ между ее двумя дискретными занчениями Чч и Чм 1.Инвертирование последовательности импульсов термочувствительного генератора 1 между положительным и отрицательным фронтами в середине интер - вала счета, осуществляемое вторым переключателем 10 и счетным триггером 12 при поступлении на его счетный вход импульса с четвертого выхода синхронизатора 9, эквивалентно сдвигу последовательности фронтов на 1/2 периода. При этом в выражениях (1) и (2) нужно вместо Тс. подставить Тв.+ в . Это приведет к тому, что вероятность записи И+1 импульса увеличивается по сравнению с прежним значением на 1/2. Таким образом, при поступлении на ключ 3 импульсной последовательности с выхода, второго переключателя 10 на выходе ФНЧ 8 форируется интерполированная Кф, узлы интерполяции которой сдвинуты на 1/2 величины интервала интерполяции по сравнению с интерполированной КФ, получаемой при поступлении на ключ 3 импульсов с выхода термочувствительного генератора 1.Ошибка кусочно-линейной интерполяции КФ в первом приближении имеет виц параболы, Зависимости ошибки термокомпенсации от температуры при использовании первой и второй КФ изображены на фиг. 3 пунктирной и штрих- пунктирной линиями соответственно. Переход от одной КФ к другой в точках их равенства позволяет получить зависимость ошибки термокомнпесации от температуры, показанную сплошнойлинией (фиг. 3). Интерполированные КФ совпадают в точках, удаленных на 1/4 интервала интерполяции от узлов интерполяции. В таких точках число импульсов, сосчитанных счетчиком 4 адреса, изменяется один раз за четыре интервала счета. Следовательно, в этом случае частота импульсов на выходе В-триггера 14, повторяющего состояние младшего разряда счетчика адреса 4 в момент его останова, будет равна 1 о/4, где йо = 1/Тс. Компаратор 16 частот сравнивает частоту импульсов, поступающих с В-триггера 14, с частотой Ге /4, поступающей40 45 50 55 с делителя 15 частоты, Переход от одной КФ к Другой осуществляется первым переключателем 2, управляемым компаратором 16 частот, последний переключает также и области БПЗ 5, в Которых записаны компенсирующие коды для каждой КФ. Таким образом, частота импульсов цифроаналогового преобразователя 7 не может быть ниже, чем Ь/4, следовательно, составляющие спектра выходного колебания автогенератора отстоят от основной частоты не менее чем на Йо /4. Это делает возможным их подавление узкополосным фильтром, что приводит к повышению точности термокомпенсации и, как следствие, к повышению кратковременной стабильности частоты выходных колебаний. Кроме того, существенным достоинством пред- н лагаемого устроиства является уменьшение ошибки термокомпенсации вследствие того, что интервал интерполяциисокращается в два раза, причем без изменения частоты формирователя интервала счета. Такое же уменьшение интервала интерполяции в прототипеможет быть получено лишь путем снижения частоты формирователя интервала счета вдвое,что приводит к двухкратному уменьшению частоты пульсаций на выходе устройства, еще болеезатруцняя их фильтрацию и значительно ухудшая кратковременную стабильность частоты выходных колебаний автогенератора в предлагаемом устройстве указанные недостатки отсутствуют. Формула изобретения Устройство термокомпенсации кварцевого генератора, содержащее термочувствительный генератор, формирователь интервалов счета, синхронизатор, последовательно соединенные ключ, счетчик адреса, блок постоянного запоминания, регистр хранения, цифроаналоговый преобразователь и фильтр яжних частот, при этом выход формирователя интервала счета соединен с первым входом синхронизатора, первый выход синхронизатора соединен с управляющим входом ключа, второй выход синхронизатора соединен с входом записи регистра хранения, третий выход синхронизатора соединен с входом обнуления счетчика адреса, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности термокомпенсации, в него введены первый и второй лереклю1241406 РЫГ. е С ос тави тел ь В . Р удайедактор А,Долинич Техред Л.Олейник Коррект 1. Максимишинец 1 одпис ное Заказ 36 10/52 Тираж 816 ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, 1 аун.ская наб.Производственно-полиграФическое предпр,я гне г,Ужгород, ул .Проектная, 4 чатели, инвертор, счетный триггер,Р-триггер, делитель частоты и компаратор частот, при этом выход термочувствительного генератора соединенс первыми входами первого и второгопереключателей, инвертор включен меж-,ду выходом термочувствительного генератора и вторым входом второго переключателя, выход второго переключателя соединен с вторым входом первогопереключателя, Р-вход Р-триггера сое.динен с выходом младшего разрядасчетчика адреса, вход синхронизацииР-триггера соединен с вторым выходомсинхронизатора, выход Р-триггера соединен с первым входом компаратора частот, счетный вход счетного триггера соединен с четвертым выходомсинхронизатора, выход счетного триггера соединен с управляющим входомвторого переключателя, дход делителячастоты соединен с выходом формирователя интервалов счета, выход делителя частоты соединен с вторым входомкомпаратора частот, выход компараторачастот соединен с управляющим входомпервого переключателя и входом старшего разряда блока постоянного запоминания, выход первого переключателясоединен с вторым входом синхронизатора и сигнальным входом клю