Кварцевый генератор

Союз СоветскииСоциалкстическикРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл, Н 03 В 5/32 9 оударетюиый комитет СССР йо делам изабретеиий н открьтий(72) Автор изобретения ово оссийское высшее инженерное мо 71) Заявит КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР к ра диотехнике качестве исколебаний.М 758472 иэор, содержащий ые первую акчастоты, фильтр нической гарнижних частот, функциональный управления ар Изобретение относи По основному авт. св. вестен кварцевый генерат последовательно соединенн тивную часть, умножитель высокой частоты цепи меха моники, смеситель, фильтр частотный дискриминатор, преобразователь и элемен частотой, а также вторую подключенную через фильт тоты цепи основной частот вхопу смесителя, при этом резонатор подключен между рой активными частями,08 1 о)т С иСс емпе ра тури ыефициенты 1-го,3-го порядковветственно длярцевого резона с углом оции пластины иотква ктивную часть, высокой часк другомукварцевый первой и вториента- кварца ота при темпераофльная температу температура раэения);- час уре ач В основу компенсации температурных отклонений частоты в указ,вином кварцевом генераторе положена статическая схема регулирования, для которой в качестве датчика температуры используется свойство температурно-частотных харак 6В этом случае врезонатора оцновремпозволяет провести ущее значение темтуры.уждение кварцевого на двух частотах ификацию ТЧХ зб нн де и может использоваться точника высокостабильн теристик (ТЧХ) кварцевого резонаторменяться по закону степенного ряцанй =т,йс, -,).3 9345 мод колебаний на выходе частотного дискриминатора и получить необходимую функцию регулирования, обеспечиваюшую статизм системы при возведении темпера-.туры окружающей среды на генератор.Функциональный преобразователь в таком генераторе обеспечивает поучение заданной функции регулирования путем воздеВ ствия в квадрат и куб линейно изменяющегося напряжения на выходе частотнаго 0 дискриминатора как отклик воздействующей внешней температуры. на кварцевый резонатор1 Ой) =О 1+1(1-ЕД -аВ оЪ)+ где К, - учитывает. неидентичность ТКЧкварцевого резонатора при возбужденииего на основной частоте и механическихгармониках 1,Недостатк ом известного кварцевого 2 з генератора является то, что статическая система регулирования температуры, вы,полненная по указанному принципу, не обеспечивает однозначного регулирования температуры при выборе Оо в экстремальной гочке ТЧХ кварцевого резонатора. Этот недостаток вызывает необходимость расположения точки статирования с температурой О лишь на участке ТЧХ с монотопной зависимОстью ухода частоты ге нератора от температуры, т.е. имеются интервалы температур , на которых изме-: нение температуры близко к нулю и система не обеспечивает основных функций, следсвательно, известное устройство не обеспечивает достаточно высокую стабильность частоты генерируемых колебаний в широком пиапазоне температур.Бель изобретения - повышение стабильности частоты генерируемых колебаний4 в широком диапазоне температур. Для достижения цели в известный кварцевый генератор доподнитеа но введены последовательно соединенные реверсивный счетчик, запоминающее устройство и цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к другому входу элемента управления частотой, блок синхронизацииформирователь временных интервалов, первый и второй ключи, черезкоторые выходы фильтра высокой частоты цепи основной частоты и фильтра высокой частоты цепи механической гармоники подключены соответственно к вычитающему исуммирующему входам реверсивного счетчика, при этом соответствующие выходыблока синхронизации соединены с синхронизирующими входами запоминающего устройства, реверсивного счетчика и формирователя временных интервалов, вход которого подключен к выходу фильтра высокой частоты цепи основной частоты, а вы"ходы - к управляющим входам ключей.На чертеже представлена структурнаяэлектрическая схема кварцевого генератора,Кварцевый генератор содержит первую1 и вторую 2 активные части, кварцевыйрезонатор 3, элемент 4 управления частой, умножитедь 5 частоты, фильтры 6и 7 высокой частоты цепей механическойгармоники и основной частоты, смеситель8, фильтр 9 нижних частот, частотныйдискриминатор 10, функциональный преобразователь 11, блок 12 синхронизации,ключи 13 и 14, реверсивный счетчик 15,запоминающее устройство 16, цифроаналоговый преобразователь 17 и формирователь 18 временных интервалов.Кварцевый генератор работает слепующим образом.Активная часть 2 обеспечивает условие баланса амплитуд и фаз генераторадля основной частоты (И-ой механическойгармоники) кварцевого резонатора 3, акФтивная часть 1 - для и -ой механической гармоники (температурной моды колебаний). При этом умножитель 5 частоты обеспечивает коэффициент умноженияблизкий либо равный К= И. Выходь. фильмтров 6 и 7 связаны со входами смесителя 8, на выходе которого выделяется . =сигнал разностной частоты с последующей его фильтрацией фильтром 9 нижнихчастот, Коэффициент умножения К умножителя 5 частоты выбран таким, чтобына выходе смесителя 8 обеспечивался необходимый интервал относительного изменения разностной частоты в заданномдиапазоне компенсируемых температур. Квыходу фильтра 9 подключен вход частоного дискриминатора 10 выходной сигналкоторого изменяется пропорционально ли, нейной части выражения (2), В функциональном преобразователе 11 линейныйсигнал подвергается обработке (возведение в квадрат и,куб, суммирование) ипоступает на вход элемента 4 основной моды колебаний генератора, тем самым создавая изменение ее частоты, обратное девиации от температуры в заданном температурном диапазоне.полнительно введены последовательно соединенные реверсивный счетчик, запоминающее устройство и цифроаналоговый преобразователь, выход которого подклю-, чен к другому входу элемента управления частотой, блок синхронизации, формирователь временных интервалов, первый и второй кщочи, через которые выходы фильтра высокой частоты цепи основной частоты и фильтра высокой частоты це н механической гармоники подключены соответственно к вычитающему и суммирующему входам реверсивного счетчика,5 934Одновременно с выходов фильтров 6 и 7 сигналы основной частоты и температурной моды колебаний поступают через ключи 13 и 14 на суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 15, 5 выполняющего роль знакового устройства. Управляющие входы ключей 13 и 14 подключены к выходам формирователя 18, связанного с выходом цепи возбуждения основной частоты колебаний через фильтр 7 и с выходом блока 12 синхрониза.зации. Длительность двух, следующих друг за другом импульсов, с выходов формирователя 18 подобрана таким образом, чтобы обеспечивалось правильное формирова 15 ние кодов адресов, т.е. когда минимальному значению частоты температурной моды колебаний соответствует первый адрес массива данных по компенсации, хранящихся в запоминающем устройстве 16, адресные входы которого подключены к выходам реверсивного счетчика 15, а информационные выходы ко входам цифрсм аналогового, преобразоват еля 17. Запуск формирователя 18 осуществляется по сиь 25 калу с выхода блока 12 синхронизации.Каждое информационное слово, хранимое в запоминающем устройстве 16, представляет собой двоичный код, который при подаче на вход цифроаналогового преобразователя 17, епределяет сигнал на его выходе, связанном с элементом 4, компенсирующий уход частоты основной моды колебания, являющейся результатом однозначности регулирования в области экстре-З 5 мумов ТЧХ, неточности определения ко-эффициента О, ЬС, С 0 для серии кварцевых резонаторов по отношению к оптимальным, конечности аппроксимации ТЧХ кварцевого резонатора 3 в виде ( Ц.фй По сигналам блока 12 синхронизации реверсивный счетчик 15 устанавливается в исходное состояние и запускается формирователь 18, первый импульс с выхода которого открывает ключ 13, разрешая про- Ф хождение сигнала с выхода фильтра 6 температурной моды колебаний на суммирую- щий вход реверсивного счетчика 15. Второй импульс открывает ключ 14, разрешая прохождение сигнала с вцхода фильтра 7 50 на вычитаюший вход реверсивно 1;о счетчи ка 15. После окончания действия второго импульса с формирователя 18 на выходе реверсивного счетчика 15 устанавливается код адреса, соответствующий данной тем пературе окружающей среды. По команде ф 68 6 обращения к запоминающему устройству 16, сформированной блоком 12 синхронизации, на вход цифроаналогового преобразователя 17 поступает код, определяющий сигнал на выходе, который компенсирует уход частоты основной моды колебаний, обусловленный ошибкой управления на выходе функционального преобразователя 11.В предлагаемом кварцевом генераторе обеспечивается регулирование температуры при выборе .с в области экстремумов ТЧХ кварцевого резонатора 3, что позволяет свести к минимуму, температурно-динамиюский коэффициент частоты в широком диапазоне рабочих температур, кроме того, устройство позволяет достилтуть. любой, наперед заданной стабильности частоты при изменении температуры, что вызывает лишь необходимость наращивания обьема запомиминающего устройства, В этом случае нет необходимости всякий раз подбирать коэффициенты 00 ф у Со по отношению к оптимальным, что очень важно при крупносерийном выпуске кварцевых генера торов.формула изобретенияКварцевый генератор по авт. св.Х 758472, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности частоты генерируемых колебаний в широком диапазоне температур, в,него допри этом соответствующие выходы блокасинхронизации соединены с синхронизирующими входами запоминающего устройства, реверсивного счетчика и формирователя временных интервалсв, вход которого подключен к выходу фильтра высокой частоты цепи основной частоты, авыходы - к управляющим входам ключей,Источники информации,принятые во внимание при зкслертиэе1. авторское свидетельство СССМ 758472, кл. Н 03 В 5/32,12.04.78 (прототип.934568 оставиТехред ль А. Бабин ректор М. Шароши Ис аз 3954/50 Тираж 959 . По ВНИИПИ Гссударственного комитета СС по цепам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., сное пиал ППП фПатентф, г. Ужгород, уп. Проектн