Гармониковые кварцевые генераторы

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Узлы радиолюбительской техники. Генераторы, гетеродины

 Комментарии к статье

Современные приемо-передающие устройства требуют повышенной точности настройки на рабочую частоту. Это требование достаточно легко обеспечить, применив кварцевую стабилизацию частоты. Обычно кварцевые резонаторы в генераторах возбуждают на основной частоте (до 20...22 МГц). Это связано с тем, что кварцевые резонаторы, как правило, имеют АТ-срез, то есть используют колебания сдвига (по толщине кварцевой пластины). Так как на частоте 22 МГц толщина кварцевой пластины составляет менее 0,08 мм, то технологически трудно получить более тонкие пластины, существенно не удорожая резонатор.

Обычно выше указанной частоты резонаторы возбуждают на нечетных механических гармониках. Для этой цели в кварцевый генератор, выполненный по схеме емкостной трехточки, включают катушку индуктивности рис.1). Получившийся параллельный колебательный контур, образованный катушкой L1 и конденсатором С1, настраивают на частоту ниже рабочей гармоники, но выше предыдущей. Тогда на частоте необходимой гармоники сопротивление контура имеет емкостной характер, а на более низкой - индуктивный. В результате баланс фаз и амплитуд выполняется только на рабочей гармонике.

Рис.1. Кварцевый генератор - по схеме емкостной трехточки

В принципе, можно возбудить кварцевые резонаторы на третьей гармонике и не используя катушку индуктивности, как показано на рис.2. Возбуждение резонатора на гармонике описано в [1]. В данной схеме кварц включен между двумя затворами высокочастотного полевого транзистора с дроссельной (L1) нагрузкой в стоковой цепи. Этим обеспечивается необходимый сдвиг фаз для возбуждения кварца на третьей гармонике. Нагрузка генератора подключается через истоковый (эмиттерный) повторитель. В противном случае емкость нагрузки в большинстве случаев ведет к срыву колебаний (для третьей гармоники). Эта осцилляторная схема обладает хорошими характеристиками. В ней возбуждаются как устаревшие кварцы типа РК-169, так и современные (немецкой фирмы "Jauch", С.-Петербургского ПО "Морион").

Рис.2. Кварцевый генератор, возбуждаемый без катушки индуктивности

Схема испытывалась с кварцевыми резонаторами на частоты от 5 до 16 МГц. При использовании резонаторов от 5 до 9 МГц потребовалось увеличить индуктивность дросселя до 100 мкГн. Регулировкой напряжения на втором затворе с помощью R1, можно добиться возбуждения кварца на третьей гармонике и необходимой амплитуды колебаний на выходе схемы. Вместо двухзатворного полевого транзистора типа BF961 можно попытаться применить КП327, КП359, но при этом не все типы кварцевых резонаторов будут возбуждаться на третьей гармонике.

В следующей схеме, приведенной на рис.3, кварцевые резонаторы также возбуждаются на третьей гармонике.

Рис.3. Кварцевый генератор c диодным включением VT1

Искушенный в радиотехнике читатель, внимательно приглядевшись к схеме, возможно, усомнится в работоспособности предлагаемого генератора, т.к. в коллекторную цепь включено относительно большое сопротивление (R2), а между базой и коллектором всего 100 Ом (R1). В данном случае транзистор VT1 использован в диодном включении, когда база и коллектор имеют одинаковый потенциал относительно общего провода схемы. Ток через транзистор задается резистором в цепи коллектора. А резистор R1 необходим лишь для того, чтобы погасить паразитные колебания в контуре, образованном дросселем L1 и емкостью перехода база-коллектор транзистора вместе с паразитными емкостями схемы. Ввиду того что h-параметры транзистора зависят от режима его работы и от частоты, в предлагаемой схеме выполняется баланс фаз и амплитуд на третьей гармонике кварца. Нагрузка кварцевого генератора подключается через истоковый (эмиттерный) повторитель, обладающий высоким входным сопротивлением. В этой схеме возбуждаются как вакуумированные (РК100, РК-259), так и герметизированные (РК-169) кварцевые резонаторы. Схема испытывалась с кварцами на частоты от 5 до 16 МГц. С некоторыми типами низкочастотных кварцев для более надежного возбуждения колебаний необходимо увеличить R1 до 220 Ом, емкость С2 до 36 пФ. При применении "низкоактивных" кварцев желательно увеличить индуктивность дросселя L1 до 50 мкГн. Даже при неблагоприятных соотношениях элементов этого кварцевого генератора при изменении питания от 4 до 12 В удавалось возбудить кварцы на третьей гармонике. Транзисторы в генераторе можно применить типов КТ315, КТ306, КТ325, КТ355, КТ399, только потребуется подбор L1, С2 и изменение напряжения питания для работы с необходимым типом кварцевого резонатора.

Следующая предлагаемая вниманию читателей схема (рис.4) несколько сложнее, но в ней отсутствуют моточные изделия. В этой схеме баланс фаз выполняется при возбуждении кварца на третьей гармонике с помощью RC-цепи.

Рис.4. Кварцевый генератор без моточных изделий

Автогенератор выполнен на дифференциальном каскаде. Левый (по схеме) транзистор дифкаскада включен по схеме с общей базой, правый - по схеме с общим эмиттером. Между коллекторами транзисторов включена фазосдвигающая RC-цепь R5-C3. Рассматриваемая схема относится к осцилляторным, так как без кварцевого резонатора, являющегося эквивалентной индуктивностью, колебания не возникают. В схеме хорошо возбуждаются резонаторы на частоты от 5 до 16 МГц. Для низкочастотных кварцев необходимо увеличить емкость C3 до 10 пФ. При изменении элементов фазосдвигающей цепи: резистора R5 - от 10 до 150 Ом, емкости C3 - от 0 до 10 пФ, удавалось получить устойчивые колебания на третьей механической гармонике кварца. Транзисторную сборку DA1 можно заменить на подобранную пару высокочастотных транзисторов КТ306, КТ368, КТ325, КТ355, КТ399. В этой схеме нагрузку также необходимо подключать через каскад с высоким входным сопротивлением. Номинальное напряжение питания - 9 В, но для возбуждения колебаний иногда полезно "покачать" его в диапазоне от 4 до 12 В.

Литература

1. Кварцевый генератор на транзисторах. - Радио, 1977, N3, С.60.

Автор: О.Белоусов, г.Черкассы; Публикация: radioradar.net

Смотрите другие статьи раздела Узлы радиолюбительской техники. Генераторы, гетеродины.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лошади распознают страх человека из-за запаха пота 25.01.2026

Взаимодействие человека и животных далеко не всегда ограничивается жестами, голосом или зрительным контактом. Все больше исследований показывает, что важную роль в межвидовой коммуникации играют химические сигналы - летучие вещества, которые организм выделяет в разных эмоциональных состояниях. Новая работа французских ученых демонстрирует, что лошади способны распознавать страх человека, ориентируясь исключительно на запах его пота. Исследование было проведено группой специалистов из Национального института сельского хозяйства, питания и окружающей среды INRAE во Франции. Ученые сосредоточились на так называемых chemosignals - химических сигналах, сопровождающих эмоции. Если способность собак улавливать человеческий стресс уже хорошо известна, то реакции лошадей до сих пор оставались менее изученными, несмотря на их тесное и давнее сосуществование с человеком. Для эксперимента исследователи привлекли 30 добровольцев, у которых собирали образцы пота в двух разных эмоциональных сос ...>>

Каплю жидкого металла научили вращаться 25.01.2026

Инженерия все чаще отходит от классических представлений о механизмах, заменяя жесткие конструкции гибкими и адаптивными системами. Особенно заметен этот сдвиг в робототехнике, биомедицине и микроэлектронике, где традиционные моторы оказываются слишком громоздкими или хрупкими. На этом фоне разработка команды Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) выглядит принципиально новым шагом: исследователи создали вращающийся двигатель, в котором движение возникает внутри капли жидкого металла. Новый тип актуатора получил название liquid metal droplet rotary paddle motor. Его ключевая особенность заключается в том, что вращение создается не за счет твердых роторов и подшипников, а благодаря управляемой циркуляции внутри самой металлической капли. В экспериментальной установке каплю жидкого металла помещают в солевой раствор и прикладывают к ней электрическое поле, в результате чего внутри возникают вихревые потоки, способные приводить в движение крошечную медную лопатку, погруженную в метал ...>>

Видеоигры, образ жизни и масса тела 24.01.2026

Видеоигры давно стали неотъемлемой частью повседневной жизни миллионов людей и перестали восприниматься исключительно как форма досуга. Однако по мере роста времени, проводимого за экраном, все чаще возникает вопрос о том, как подобные привычки отражаются на здоровье. Новое исследование позволило по-новому взглянуть на связь между увлечением видеоиграми, образом жизни и риском набора лишнего веса. Ученые обратили внимание на то, что избыточная масса тела чаще встречается среди людей, активно играющих в компьютерные игры, по сравнению с теми, кто либо вовсе не играет, либо делает это эпизодически. Особенно заметной эта тенденция оказалась у игроков, которые посвящают видеоиграм более 10 часов в неделю. Именно в этой группе чаще фиксировались неблагоприятные поведенческие факторы, включая нарушения питания, сна и недостаток физической активности. Ранее исследователи уже связывали активное пользование компьютером и распространение скоростного интернета с ростом риска избыточного вес ...>>

Случайная новость из Архива Новый способ обнаружения цунами 25.04.2022 Японские ученые предложили новый подход к обнаружению цунами, который заключается в мониторинге мюонов. Мюоны - это высокоэнергетические элементарные частицы, которые создаются космическими лучами, прибывающими из космоса. Они находятся повсюду в атмосфере и могут безвредно пройти практически через что угодно. При этом они могут быть очень незначительно смещены на своем пути большими природными силами, включая цунами. Для того, чтобы обнаружить движения мюонов требуется невероятно чувствительный инструмент - TS-HKMSSD. Он впервые обнаружил волны цунами через мюонную рябь. "Гиперкилометрический подводный глубинный детектор Токийского залива - это первая в мире подводная мюонная обсерватория, которая обнаружила различную мюонную активность во время цунами", - отмечает геофизик Хироюки Танака из Токийского университета в Японии. Эта вариация соответствует волнам океана, которые были измерены другими методами. Объединение показаний означает, что мюографические данные можно использовать для точного моделирования изменений уровня моря, обходя другие методы, которые имеют недостатки. В новом исследование описана система TS-HKMSDD, которая обнаружила слабое цунами, прошедшее через Токийский залив в сентябре 2021 года, вызванное тайфуном, приближающимся к Японии с юга. По мере вздутия океана количество мюонов немного менялось, рассеянных по объему воды. Такие же инструменты можно было бы установить в других туннелях в районах, подверженных риску цунами, и использовать вместе с таким оборудованием, как датчики уровня моря, как часть систем раннего предупреждения. Детекторы мюонов, входящие в состав TS-HKMSSD, на самом деле довольно маленькие, около двух метров в длину. В настоящее время 20 из них размещены рядом с автодорожным туннелем под Токийским заливом, работая вместе для создания общей системы. Подобная система может использоваться не только для обнаружения приближающихся цунами, но и для поиска запасов природного газа и выявления моделей древних землетрясений.

Другие интересные новости:

▪ Синтез керамики

▪ Весомые достоинства электромобилей

▪ Основа для мобильника за $20

▪ Замена кремнию для уменьшения размера транзистора

▪ Зубная паста из крабов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Сборка кубика Рубика. Подборка статей

▪ статья Судебная медицина. Конспект лекций

▪ статья Что вызвало спиральную аномалию в небе над Норвегией в 2009 году? Подробный ответ

▪ статья Тисс ягодный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с резиновой или пластмассовой изоляцией. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Автомобильная сигнализация. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026