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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Выращивание кур из яиц без скорлупы 30.10.2024 Ученые сделали важный шаг в изучении эмбрионального развития птиц, сумев вырастить куриные эмбрионы в среде, где скорлупа заменена прозрачной мембраной. Этот новый метод дает возможность наблюдать за эмбрионами от первых часов оплодотворения до самого вылупления, что ранее было невозможно из-за необходимости пересадки трехдневных эмбрионов в лабораторную посуду. Достижение имеет огромное значение для эмбриологии и может найти применение в медицине и исследовании стволовых клеток. Ранее наблюдения за развитием эмбрионов начинались только с третьего дня, после помещения их в искусственную среду. Однако теперь, благодаря усовершенствованным методам, ученым удалось создать условия для роста эмбриона на весь период инкубации. В эксперименте использовали прозрачную мембрану, заменяющую скорлупу, а яичный белок альбумин послужил питательной средой для развития эмбриона. Подача дополнительного кислорода и регулярное вращение яйца создавали равномерные условия и насыщение кислородом, что позволило избежать гипоксии и ускорило рост эмбриона. Метод оказался достаточно успешным: около 10% эмбрионов выжили до момента вылупления. Хотя это меньше, чем вероятность выживания в условиях обычной инкубации, новый подход открыл возможность изучать каждый этап эмбрионального развития в мельчайших деталях, что ранее было невозможно из-за непрозрачности скорлупы. Один из вылупившихся цыплят прожил в лаборатории год, не проявляя никаких аномалий в развитии, что подтвердило безопасность технологии для здоровья птиц. Исследователи планируют дальнейшие усовершенствования метода. В первую очередь они сосредоточатся на улучшении условий инкубации, чтобы повысить процент успешного вылупления и снизить риск развития заболеваний. Эта работа также послужит основой для будущих исследований в таких областях, как токсикология, клеточная биология и биомедицина, где результаты позволят оценивать влияние внешних факторов на развитие эмбрионов. Кроме того, наблюдение за эмбрионами птиц в прозрачной мембране позволит выявить многие аспекты их развития, которые ранее были скрыты под скорлупой. Ученые смогут не только фиксировать возможные аномалии, но и проводить более точные исследования по формированию органов и тканей. В будущем это открытие может привести к развитию методов для контроля и улучшения эмбрионального развития в сельском хозяйстве и в фундаментальных биологических исследованиях.

Другие интересные новости:

▪ Apple и Google полностью перешли на возобновляемые источники энергии

▪ Эффективность ветротурбин повышена

▪ Скорость Thunderbolt от Intel достигнет 20 Гбит/с

▪ MSP430FG6626 - микроконтроллер для портативных измерительных устройств

▪ BLE-чип CC2640R2

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Предварительные усилители. Подборка статей

▪ статья Информатика и информационные технологии. Шпаргалка

▪ статья Какое агрессивное поведение, не связанное с охотничьим инстинктом, известно у дельфинов? Подробный ответ

▪ статья Передвижение в горных районах. Советы туристу

▪ статья Кабельный датчик металлоискателя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Батарейка из старой батарейки. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026