Частотно-модулированный кварцевый генератор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциалистическихРеспублик 11964963(22) Заявлено 23,04 81 (2 ) 3283122/18-09 Н 03 В 5/32 с присоединением заявки РЙ Гаеудерственный квинтет СССР па делам изобретений н открытий(54) ЧАСТОТНО - МОДУЛИРОВАННЫЙ КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР 1Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в устройствах диапазон ной стабилизации частоты.Известен частотно-модулированный кварцевый генератор, содержаший усилитель на транзисторе, между коллектором и эмиттером и между базой и эмиттером которого . включены фаэируюцие конденсаторы, а в цепь эмиттера включен нагрузочный 1.С-кон-. тур, между шинами источников питания и смешения включены последовательно соединенные первый варикац, первый резистор, второй резистор и второй варикап, первый кварцевый резонатор, один электрод которого полключен к месту соединения первого варикапа и первого резистора, второй кварцевый резонатор, один электрод которого подключен к месту соединения второго резистора и второго варикапа, при этом другис электроды кварцевых резонаторов объединены, а место соединения резисторов является входом управляюшего сигнала 1);,Однако это устройство имеет недостаточ. но большой диапазон перестройки частоты и,невысокую стабильность частоты генерируе.мых колебаний,Цель изобретения - увеличение диапазона перестройки и повышение стабильностичастоты генерируемых колебаний.Поставленная цель достигается тем, чтов частотно-модулированный кварцевый генератор, содержащий усилитель на транзисторе, между коллектором и эмиттером и между базой и эмиттером которого включены1 Офаэирующие конденсаторы, а в цепь эмиттера включен нагрузочный 1.С-контур, между. шинами источников питания и смещениявключены последовательно соединенные пер-.5вый варикап, первый резистор, второй резистор и второй варикап, первый кварцевыйрезонатор, один электрод которого подключен к месту соединения первого варикапаи первого резистора, второй кварцевыйрезонатор, один электрод которого подклю.чен к месту соединения второго резистораи второго варикапа, при этом другие электроды кварцевых .резонаторов объединены,а место соединения резисторов является вхо.5 О 15 дом управляющего сигнала, между точками соединения первого варикапа и первого резистора, а также второго варикапа и второ. го резистора введена первая катушка индуктивности, а объединенные электроды кварцевых резонаторов подключены к базе трап. зистора через дополнительно введенную вторую катушку индуктивности,На фиг, 1 приведена электрическая принципиальная схема; на фиг. 2 - эквивалентная схема колебательной системы частотномодулированного кварцевого генератора.Частотно-модулированный кварцевый: гене-, ратор содержит усилитель на транзисторе 1, кварцевые резонаторы 2 и 3, варикапы 4 и 5, резисторы 6 и 7, фазирующие конденсаторы 8 и 9, катушки 10 и 11 индуктивности, нагрузочный .С.контур 12.Устройство работает следующим образом,В генераторе возбуждаются колебания некратных частот 1, и 1, близких к собственным резонансным частотам кварцевых резонаторов 2 и 3. Устойчивость асинхрон. ного режима обеспечивается, во-первых, выбором соответствующих параметров кварцевых резонаторов 2 и 3 (полосы нормальных колебаний не должны перекрываться), во-вторых, выбором соответствующего режима тран. зистора 1 и, в-третьих, включением в эмит. терную цепь транзистора 1 последовательного нагрузочного С-контура 12, .Поскольку на варикапы 4 и 5 поданы напряжения управления разной полярности, то при изменении этого напряжения одна из частот поворачивается, а другая уменьшается Перестройка указанных частот осуществляется в окрестности резонансных промежутков кварцевых резонаторов 2 и 3. Выходной частотой генератора является частота = Т, - 1, а следовательно, относительный диапазон перестройки разностной частоты 1 р оказывается в 1, + 1/1 р раз больше относитсль. ного диапазона перестройки каждой из частот 1, или 1 Естественно, что чем выше суммарная частота Ф,+ и чем меньше раз. нос между частотами Ф, и 1 тем больше относительный диапазон перестройки 1 р и при соответствующем выборе частот кварцевых .резонаторов 2 и 3 этот диапазон может достигать единиц и даже десятков про. центов, при этом стабильность выходной частоты остается достаточно высокой, Это объясняется тем, что, во-первых, стабильность частот 1, и 1 при перестройке в указанных пределах ухудшается незначительно, а во-вторых, однозначностью уходов частот 1, и 1, под действием большинства дестабилизирующих факторов, поскольку частотозадающие цепи, образованные послсдова 20 25 30 35 40 45 50 55 тельным соединением кварцевых резбнаторов 2(3) и варикапов 4(5), включены параллельно по высокой частоте и одинаково связаны с элементами активной части схемы ге. нератора.Значительное увеличение диапазона перестройки частоты за счет использования известного для одночастотных частотно-модулиро. ванных кварцевых генераторов способа включения последовательно с их кварцевыми резонаторами катушек индуктивностей, в частности катушки 10 индуктивности, при. водит к увеличению управляющего сопротив. ления колебательной системы на частоте, оп. ределяемой этой индуктивностью, и умень. шению управляющего сопротивления на кварцованных частотах, что приводит к перескоку частоты на частоту параэитного колеба.ния, определяемого катушкой 10 индуктивности и резкому ухудшению ее стабильности, Включение катушки 11 индуктивности между частотнозадающими цепями существенно ослабляет этот недостаток в силу того, что при выборе индуктивности катушки 11, обеспечивающей параллельный резонанс контура С 0 СВ с 1 р фиг. 2) на частоте, близкой В 1 В 1 Рк частоте паразитного колебания, управляю. щее сопротивление колебательной системы на этой частоте значительно уменьшается и условия возбуждения паразитного колебания ухудшаются. Это позволяет еще увеличивать номинальное значение индуктивности катуш. ки О и сопровождается индуктивным характером цепей на зажимах варикапов 4 и 5 обеих частотноэадающих цепей (так как частота паразитного колебания и, следовательно, частота настройки контура СВ СВ Ыр, выше1 частот кварцевых резонаторов 2 и 3), что в свою очередь приводит к возможности дальнейшего увеличения диапазона перестройки, при котбром сохраняется устойчивая генерация кварцованных колебаний, или к получению того же диапазона перестройки частоты при использовании катушек 10 и 1 с меньшими индуктивностями и более широких зонах устойчивой работы генератора. Реальные генераторы обеспечивают диапазоны перестройки частоты до 20% при частотах выходного колебания порядка 1 МГц.Кроме этого, устройство. прототип имеет однозначные вариации частот кварцованных колебаний, обусловленные температурными вариациями емкостей варикапов 4 и 5 и частот кварцевых резонаторов 2 и 3, а так. же вариациями всех элементов активной части генератора, вызванными всеми сущест. вующими дестабилизирующими факторами. Для этих вариаций осуществляется компенеа ция нестабильности раэностной частоты выходного колебания, Вариации емкостей ва.рикапов 4 и 5, обусловленные их шумовыми напряжениями, независимы и в разности частот не компенсируются. В предлагаемом устройстве включение катушки 11 индуктив ности приводит к тому, что постоянному току и на низких частотах, где сосредоточена основная часть энергии шумовых напряжений варикапов 4 и 5, источники этих шумов оказываются включенными параллель ф но и представляют собой один общий источник шумового напряжения, что определяет однозначные вариации кварцованных частот и, следовательно, повышение стабильности разностной частоты выходного колебания, опреде 3 ляемой этим дестабилизирующим фактором.Включение катушек 10 и 11 индуктивности приводит к увеличению диапазона перестройки и стабильности частоты выходного коле.бания. Кроме этого, в предлагаемом генераторе уменьшается возможность генерации паразитных колебаний и, следовательно, улучшается серийнопригодность и уменьшаются затраты на наладочные работы, что определяет экономический эффект при применении д предлагаемого устройства.Формула изобретенияЧастотно. модулированный кварцевый генера. Зтор, содержащий усилитель на транзисторе,между коллектором и эмиттером и междубазой и эмиттером которого включены фаэирующие конденсаторы, а в цепь эмиттеравключен нагрузочный 1.С-контур, межлу шинами источников питания и смещения включены последовательно соединенные первыйварикап, первый резистор, второй .резистор ивторой варикап, первый кварцевый резонатор,один электрод которого подключен к местусоединения первого варикапа и первого резистора, второй кварцевый резонатор, одинэлектрод которого подключен к месту соеди.пения второго резистора и второго варнкапа,при этом друГие электроды кварцевых резснаторов объединены, а место соединения резисторов является входом управляющего сигнала, о т, л и ч а ю ш и й с я тем, что,с целью увеличения диапазона перестройки иповышения стабильности частоты генерируемых колебаний, между точками соединенияпервого варикапа и первого резистора, атакже второго варикапа и второго резисторавведена первая катушка индуктивпости, аобъединенные электроды кварцевых резонаторов подключены к.базе транзистора через дополнительно введенную вторую катушку ин.дуктивности.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР Ъо 623246,кл. Н 03 В 5/32, 1976 (прототип).964963 Составитель А. Зайцеваехред,Е. Харитончик Корректор А. Гриценк Редактор А. Гульк ППП "Патент", г. Ужтород, ул, Проектная ил Заказ 7687/45 Подписикомитета СССРоткрытийкая наб д. 4(5