Кварцевый генератор
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
)5 30 юааЕг уу Пц . ИБЛИОТЕКД ОПИСАН БРЕТЕН АВТОРС СВИДЕТЕЛЬСТ довательи Ленинг- нический. 53-54. СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР)(71) Ленинградский научно-исслский радиотехнический институтрадский государственный техуниверситет им. М.И.Калинина(57) Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в измерительной аппаратуре, Целью изобретения является уменьшение нестабильности частоты. Кварцевый генератор содержит первый дифференциальный усилитель 1, первый неинвертирующий усилитель 2, первый 3 и второй 4 резисторы, кварцевый резонатор .5, второй неинвертирующий усилитель 6, третий 7 и четвертый 8 резисторы, второй 9 и 10 дифференциальные усилители. Цель изобретения достигается за счет того, что подключенное параллельно кварцевому резонатору эквивалентное отрицательное сопротивление имеет симметричную вольт-амперную характеристику, 1 ил.Изобретение предназначено для использования в радиотехнической аппаратуре раэличногб нАзначения, в частности в измерительной технике.Известны кварцевые генераторы, вы полненные в базе дифференциальных усилителей. Зти генераторы используются в радиотехнических приборах в качестве источников опорного сигнала стабильной частоты, Базовым элементом этих генераторов "0 является дифференциальный усилитель, содержащий два транзистора, коллекторы которых через нагрузки подключены к шине питания, а эмиттеры соединейы и через генератор стабильного (постоянного) тока .15 (ГСТ) подключены к общей шине, В качестве ГСТ могут использоваться токостабилизирующий транзистор или резистор, питающийся от источника постоянного тока, Базы транзисторов являются неинвертирующим 20 и инвертирующим входами дифференци ального усилителя, а коллекторы этихтранзисторов соответственно инверсным инеинверснымвыходами.Недостатками таких генераторов явля ются повышенное содержание высших гармоничных составляющих тока, протекающего через резонатор, низкая стабильность частоты, невозможность получения удвоенной частоты. 30Из известных кварцевых генераторов на дифференциальных усилителях наиболее близким по технической сущности является генератор, содержащий дифференциальный усилитель, неинверсный вход которого З 5 подключен ко входу неинвертирующего усилйтеля. Выход неинвертирующего усилителя г 1 одключен через резисторы соответственно к неинвентирующему и инвертирующему входам усилителя, Кварце вый генератор подключен между инвертирующим входом усилителя и общей шиной. Аотоколебанйя снимаются с инверсного выходаусилителя, Выход ГСТ усилителя используется для контроля режима по 45 постоянному току. При.отсутствии кварцевого резонатора сигналы, поступающие на входы дифференциального усилителя через резистор (поло жительная обратная связь) и через резистор . (отрицательная обратная связь) - одинаковые, и автоколебания в генераторе не могут возникнуть. Включенйе кварцевого резонатора уменьшает глубину отрицательной об ратной связи на частоте, близкой к частоте последовательного резонанса кварца, на которой его эквивалентное сопротивление минимально. В результате в схеме возникают колебания, контролируемые кварцем. Выполнение генератора на дифференциальном усилителе, отличающемся стабильностью режима, определяет высокуюстабильность частоты. Включение кварцевого резонатора в цепь отрицательной обратной связи обеспечивает устойчивуюработу на рабочей частоте кварца без перехода на побочные резонансы (что особенноважно, например, для резонаторов с двухповоротными срезами, значения частот побочных резонансов у которых всего на8 - 9 больше рабочего). Однако в известном генераторе имеется большой коэффициент нелинейных искажений, обусловленный нелинейностью и несимметричностью вольт-амперной характеристики дифференциального усилителя, работающего ссамоограничением амплитуды в режимебольшого сигнала.В связи с этим через кварцевый резонатор протекают высшие составляющие тока,которые обусловливают так называемую"нелинейную" поправку к частоте колебаний, Дестабилизирующие факторы (изменение температуры, напряжения питания итип) приводят к вариации этой поправки,т,е. к увеличению нестабильности частоты.При появлении сигнала помехи (например, в цепи питания) возникает дополнительная компонента нестабильностичастоты, Сигнал помехи, приложенный к резонатору, обусловливает поправку к частоте, пропорциональную КОпзп 0, где К -коэффициент пропорциональности, О, - амплитуда напряжения помехи, 0 - фазовыйугол между напряжением на резонаторе ипомехой,Целью изобретения является уменьшение нестабильности частоты.Поставленная цель достигается тем, чтов кварцевый генератор, содержащий первый дифференциальный усилитель, неинверсный выход которого подключен к входупервого неинвертйрующего усилителя, первый и второй резисторы, первые выводыкоторых подключены к выходу первого неинвертирующего усилителя, кварцевый резонатора, первый вывод которогоподключен ко второму выводу второго резистора, дополнительно введены второй неинвертирующий усилитель, вход которогоподключен к инверсному выходу первогодифференциального усилителя, третий ичетвертый резисторы, первые выводь 1 которых подключены к выходу второго неинвертирующего усилителя, а также второй и "третий дифференциальные усилители, между неинвертирующим входом второго и инвертирующим входом третьегодифференциальных усилителей включен40 4 г,50 кварцевый резонатор, инвертирующие входы второго и третьего дифференциальныхусилителей подключены к вторым выводамсоответственно третьего и четвертого резисторов, неинвертирующие входы этих усилителей подключены ко вторым выводамсоответственно первого и второго резисторов, выходы сигналов стабильного тока второго и третьего дифференциальныхусилителей подключены соответственно кинвертирующему и неинвертирующему входам первого дифференциального усилителя,Сущность изобретения заключается втом, что вновь введенные блоки и связипозволяют избежать воздействия четныхгармоник в цепи резонатора, что приводитк достижению поставленной цели,На чертеже изображена блок-схемапредлагаемого устройства,В устройстве к неинвертирующему выходу дифференциального усилителя 1 подключен вход неинвертирующего усилителя2, первые выводы первого и второго резисторов 3 и 4 обьединены и подключены квыходу неинвертирующего усилителя 2.Первый вывод кварцевого резонатора 5подключен ко второму выводу первого резистора 3, а второй вывод резонатора 5 подключен к выходу второго неинвертирующего усилителя б через третий резистор7, первый вывод этого резистора объединентакже с первым выводом четвертого резистора 8, второй вывод которого соединен синвертирующим входом второго дифференциального усилителя 9. Неинвертирующийвход этого усилителя соединен с первымвыводом резонатора 5, а инвертирующий.вход третьего дифференциального усилителя 10 - со вторым выводом резонатора 5.Выходы сигналов стабильного тока второго9 и третьего 10 дифференциальных усилителей подключены соответственно к инверсному входам первого дифференциальногоусилителя 1, Выходами основной частотыкварцевого генератора являются выходыусилителей 9 и 10, а выходом удвоенной. частоты - выходы сигнала стабильного токаусилителя 1. Как уже было сказано, дифференциальные усилители 1, 9, 10 могут бытьвыполнены по известной схеме. Неинвертирующие усилители 2, б генератора (2) предста вля ют собой амиттерн ые повторители.Кварцевый генератор работает следующим образом, 5При отключении резонатора 5 и одинаковых по величине резисторах 3, 4, 7, 8 напряжения, поступающие на входы каждогоиз дополнительных дифференциальных усилителей 9 и 10 равны по величине и проти 5 10 15 20 25 30 35 вофазны, Поэтому напряжение сигнала на выходе ГСТ будет отсутствовать, При включении кварцевого резонатора 5 между неинвертирующим входом усилителя 9 и инвертирующим входом усилителя 10, на которых сигналы противофазны, на частоте, близкой к частоте последовательного резонанса кварца, эти входы соединены через его малое эквивалентное сопротивление, Поэтому амплитуда сигнала на входах усилителей 9, 10, к которым подключен кварц, меньше амплитуды сигнала, действующего на вторых входах этих усилителей.В результате на выходе ГСТ усилителей 9, 10 возникнут сигналы, соответственно противофазные сигналы на выходах неинвертирующих усилителей 2, б. Эти сигналы через усилитель 1, изменяющий фазу каждого из них на 180 О, поступают на входы неинвертирующих усилителей 2, б. Таким образом в схеме выполняется условие баланса фаз. При выполнении амплитудного условия самовозбуждения в схеме возникнут колебания, контролируемые кварцем, Выходные сигналы снимаются с выходов усилителей 9 и 10, развязанных со схемой генератора. Они попарно равны и противофазны. На входах дифференциального усилителя 1 также присутствуют равные и противофазные сигналы, В связи с этим на его выходе ГСТ отсутствуют нечетные гармоники, Четные гармоники складываются. Поэтому с выхода ГСТ усилителя 1 можно снимать сигнал удвоенной частоты.Предложенное включение обусловливает симметричную вольт-амперную характеристику эквивалентного отрицательного сопротивления, подключаемого к кварцевому резонатору. В этом случае в спектре тока через кварцевый резонатор отсутствуют четные высшие гармоники, "Нелинейная" поправка к частоте из-за действия высших гармоник уменьшается, При этом уменьшаются и изменения частоты из-за возможных вариаций поправки от действия дестабилизирующих факторов, На выходах резонатора при появлении сигнала помехи он будет равным по величине и синфазным, что не приведет к изменению частоты. Предлагаемый генератор удобен для микроисполнения, позволяет в несколько раз уменьшить ряд компонент нестабильности частоты, Имеет четыре развязанных выхода с попарно равными и противофазными сигналами и дополнительный выход для сигнала удвоенной частоты.Предлагаемый генератор выгодно отличается от прототипа. В нем достигается уменьшение нестабильности частоты при сохранении всех положительных характеристик прототипа,1790026 Формула изобретения Составитель А. БорисенкоТехред М,Моргентал Корректор С.Патрушева Редактор Т,Иванова Заказ 352 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, ужгород, ул,Гагарина, 101 Кварцевый генератор, содержащий первый дифференциальный усилитель, неинверсный выход которого подключен к входу первого неинвертирующего усилителя, первый и второй резисторы, первые выводы которых подключены к выходу первого неинвертирующего усилителя, кварцевый резонатор, первый вывод которого подключен к второму выводу второго резистора, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения нестабильности частоты, введены второй неинвертирующий усилитель, вход которого подключен к инверсному выходу первого дифференциального усилителя, третий и четвертый резисторы, первые выводы которых подключены к выходу второго неинвертирующего усилителя, а также второй и третий дифференциальные усилители, неинвертирующие входы которых подклю чены к вторым выводам, соответственно второго и первого резисторов, при этом второй вывод кварцевого резонатора соединен с вторым выводом третьего резистора и с инвертирующим входом третьего дифферен циального усилителя, второй выводчетвертого резистора соединен с инвертирующим входом второго дифференциал ьного усилителя, выходы сигналов стабильного тока второго и третьего дифференциальных 15 усилителей подключены соответственно кинвертирующему и неинвертирующему входам первого дифференциального усилителя.
СмотретьЗаявка
4910301, 11.02.1991
ЛЕНИНГРАДСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ, ЛЕНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. КАЛИНИНА
БОРИСЕНКО АНАТОЛИЙ ЛЕОНИДОВИЧ, СОКОЛОВ ОЛЕГ ТАРАСОВИЧ, ЗАЙЦЕВ ДМИТРИЙ ЮРЬЕВИЧ, КОВИТА СЕРГЕЙ ПАВЛОВИЧ, МЯСНИКОВ АЛЕКСАНДР ЛЬВОВИЧ
МПК / Метки
МПК: H03B 5/32
Опубликовано: 23.01.1993
Код ссылки
<a href="https://patents.su/4-1790026-kvarcevyjj-generator.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Кварцевый генератор</a>
Предыдущий патент: Электрод мгд-генератора
Следующий патент: Оптоэлектронная линия задержки
Случайный патент: Устройство для загрузки многосекционной емкости сыпучим материалом