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:

Новая ткань одновременно охлаждает человека и получает энергию от движений 07.10.2026

Одежда обычно выполняет довольно простую задачу: защищает тело от окружающей среды и помогает поддерживать комфортную температуру. Однако современные материалы постепенно превращают привычные предметы гардероба в своеобразные носимые устройства, способные не только регулировать теплообмен, но и получать энергию непосредственно от человека. Исследователи из Университета Иллинойса разработали именно такой материал - напечатанную на 3D-принтере ткань, которая одновременно охлаждает тело и вырабатывает электричество во время движения. Новая технология создана в Инженерном колледже Грейнджера. Основой материала служит композит на базе оксида циркония, нанесенный на текстильную подложку. В состоянии покоя такая поверхность способна отражать до 96% солнечного излучения, благодаря чему одежда значительно меньше нагревается под воздействием солнечных лучей. Одновременно материал помогает отводить тепло, выделяемое самим человеком, за счет его излучения в инфракрасном диапазоне. Особенно и ...>>

Компактная колонка Marshall Bromley 150 07.10.2026

Портативная акустика давно перестала ограничиваться небольшими Bluetooth-колонками, предназначенными исключительно для прослушивания музыки со смартфона. Производители стремятся объединить мобильность, высокую мощность и дополнительные возможности, характерные скорее для концертного оборудования. Именно к такому классу устройств относится новая Marshall Bromley 150, которая сочетает относительно компактные размеры с круговым распространением звука, подсветкой и возможностью подключения микрофонов или музыкальных инструментов. Marshall позиционирует Bromley 150 как универсальную акустическую систему, подходящую как для домашнего использования, так и для мероприятий на открытом воздухе. При этом новинка стала самой компактной моделью в семействе Bromley. Ее масса составляет около 6,3 кг, поэтому колонку значительно проще переносить между помещениями или брать с собой на небольшие мероприятия. Полностью портативной в привычном понимании ее назвать все же нельзя, однако по мобильности о ...>>

Наши взмахи при ходьбе - не только координация 06.10.2026

Ходьба кажется настолько естественным и привычным движением, что мы практически не задумываемся о том, сколько сложных процессов происходит в организме при каждом шаге. Человек одновременно перемещает ноги, удерживает равновесие, стабилизирует корпус и координирует движения множества мышц. Одной из загадок долгое время оставалось поведение рук: почему во время ходьбы они практически автоматически движутся в противофазе с ногами? Голландские ученые впервые предложили физическое объяснение этому характерному движению. Ранее в научном сообществе не существовало единого мнения относительно механизма, заставляющего человека размахивать руками при ходьбе. Казалось бы, с точки зрения закона сохранения энергии организм должен стремиться минимизировать лишние движения, а значит, логичнее было бы держать верхние конечности неподвижными. Некоторые специалисты предполагали, что движения рук являются своеобразным наследием более древних форм передвижения, сохранившимся после того, как человек ...>>

Случайная новость из Архива Разработан чип, выдерживающий космический холод 22.03.2023 Стартап из Нью-Йорка, занимающийся разработкой квантовых компьютеров, SEEQC, объявил о создании цифрового чипа, который может работать при температурах ниже космического холода. Это позволит использовать его с квантовыми процессорами, расположенными в криогенных камерах. Квантовые компьютеры используют особенности квантовой физики для решения задач, которые невозможно или очень сложно решить на обычных компьютерах. Однако квантовые биты или кубиты, являющиеся основными элементами квантовых компьютеров, очень чувствительны к внешним воздействиям и могут потерять свое состояние. Поэтому они требуют охлаждения до температур, близких к абсолютному нулю (около -273°C). Чтобы управлять кубитами и контролировать их работу, необходимо иметь классический компьютерный чип, который может обмениваться данными с квантовым процессором. Однако большинство существующих классических чипов не могут работать при таких низких температурах и должны быть размещены вне криогенной камеры. Это создает помехи для передачи сигналов и увеличивает энергопотребление и шум. Стартап SEEQC решил эту проблему - их новый чип позволит обеспечить быстрый и надежный обмен информацией между классическим и квантовым компьютером. Кроме того, разработка инженеров стартапа способна выполнять сложные алгоритмы для управления и оптимизации работы кубитов без необходимости отправки данных на внешний компьютер. Процессор также имеет меньший размер и потребляет меньше энергии. И хотя в SEEQC заявляют, что создали первый в мире чип, способный работать в одной криогенной среде с кубитами, стартап имеет множество конкурентов. К примеру, IBM, Google, Microsoft, Intel и Amazon имеют свои программы и платформы для квантового вычисления. Также есть другие стартапы, такие как IonQ, Rigetti Computing и D-Wave Systems, которые предлагают квантовые процессоры и облачные сервисы. Однако разработка SEEQC отличается от других тем, что она использует подход под названием цифровое квантовое вычисление (Digital Quantum Computing). Это означает, что инженеры проекта интегрируют классический и квантовый компьютер в одном чипе с помощью сверхпроводниковой технологии. Это позволяет снизить сложность и стоимость создания и эксплуатации квантовых компьютеров. Стартап SEEQC также имеет свою лабораторию по производству чипов в Нью-Йорке (Chip Foundry & Fabrication), где он может тестировать и оптимизировать свои чипы для разных видов кубитов. Кроме того, специалисты компании сотрудничают с разными партнерами по всему миру для разработки и демонстрации программ на основе своего чипа. SEEQC возглавляет проект под названием QCAT (Quantum Computing for Advanced Technologies), финансируемый правительством Великобритании. Цель этого проекта - создать полноценный квантовый компьютер на основе цифрового чипа SEEQC и демонстрировать его применение в различных областях, таких как машинное обучение, оптимизация и исследование в медицине.

Другие интересные новости:

▪ Межконтинентальное путешествие бактерий

▪ Опасность космического мусора

▪ Сверхсильные искусственные мышцы

▪ Ностальгия полезна для психики

▪ Однокристальные системы Dimensity 920 5G и Dimensity 810 5G

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Усилители низкой частоты. Подборка статей

▪ статья Путевка в жизнь. Крылатое выражение

▪ статья Каким было первое млекопитающее? Подробный ответ

▪ статья Специалист по регистрации юридических лиц. Должностная инструкция

▪ статья Пробник электроцепей с применением компьютерного LPT-порта. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Игровая индикация Домино. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026