Crystal oscilator comandat 1
Fig. 6.4. Exemple ale circuitului de compensare a temperaturii paralele.
În această diagramă: C
- partea variabilă a capacității configurației condensator Cmax - Cmin; C0 = smin + CM + CL; SK - capacitate condensator de compensare termică. Cu o gamă largă factor de suprapunere atunci când un punct rațional de compensare completă pentru a selecta la Fmax. Apoi, în schema din Fig. 8-13, b se bazează C
= 0, iar calculul se face în conformitate cu formulele:
unde C = C0 + CK - circuit dat totală capacitate; # 945; L - pozitiv TKI (care urmează să fie măsurate sau luate circa 20 ÷ 50 # 8729; 10-6); # 945; C - TKE negativ. Ca urmare a unei astfel de compensații se obține la frecvențe care vor avea conturul TCF # 945; = 0 la fmax la fmin la. Ie gama în toate punctele cu excepția fmax, va avea loc subdozajul (TCF negativ).
Dacă KD <1,5, то значительно лучшие результаты по термокомпенсации в диапазоне частот можно получить, если принять так называемую “оптимальную термокомпенсацию”, сущность которой заключается в том, что при fМАКС делают перекомпенсацию (ТКЧ положительный), а при fМИН – недокомпенсацию (ТКЧ отрицательный), причём абсолютные значения ТКС при fМАКС и fМИН должны быть равны (рис. 6.5).
Fig. 6.5. de selecție a capacității.
Ca urmare, punctul de compensare integrală # 945; = 0 se va întinde între fmin și fmax și TCF la capetele intervalului vor fi găsite din expresia:
.
Pentru schema optimă de compensare prezentată în Fig. 6.4 este necesar ca coeficientul de temperatură a întregului minim de circuit capacitate Cmin = SC + C0 a fost:
.
Măsurile de mai sus nu permit stabilizarea de frecvență, cu toate acestea, pentru a primi mai bine decât instabilitate # 916; Fg / Fg ≈ 10-4. Dacă este necesar, se obține o stabilitate mai mare în loc de LC rezonatoare circuite de cuarț folosite în oscilatorul local. rezonatoare de cuarț satisface cele mai multe pe deplin cerințele de stabilizare a frecvenței oscilatorului local. Ei au o putere mare de fixare, datorită unor factori foarte ridicate de calitate. Factorul lor de o sută de mii de ori de calitate poate depăși Q a circuitului LC. Odată cu scăderea instabilității temperaturii de cuarț prin selectarea tip felie și un sigiliu de vid poate obține o referință bună.
Utilizarea unor astfel de rezonatoare permite să aducă instabilitatea de frecvență # 916; Fg / VC = (1 ÷ 5) # 8729; 10-6 ÷ 10-7.
CONCLUZIE LO într-un incubator (termostate moderne oferă întreținere temperatură în volumul său la cea mai apropiată zecime de grad), precum și alte măsuri de stabilizare furnizează instabilitate oscilatoarelor cuarț în intervalul 10-7-10-8.
2. Stabilizarea frecvenței de cuarț
Cea mai eficientă măsură pentru a îmbunătăți stabilitatea frecvenței de stabilizare oscilatoare cu cuarț - folosind rezonator piezoelectric este o placă de cuarț cu electrozi aplicate pe suprafața sa. În cazul în care o placă de cuarț pentru a comprima sau întinde-l la fețele sale opuse apar egale ca mărime, dar diferite sarcini electrice pe un semn. Amplitudinea lor este proporțională cu presiunea, și semnele depind de direcția forței de presiune. Acest fenomen se numește efect piezoelectric direct. În cazul în care fețele unei plăci de cuarț pentru a aplica o tensiune electrică, placa se va micșora sau extinde în funcție de polaritatea tensiunii aplicate. Acest fenomen se numește efect piezoelectric invers. O proprietate valoroasă de siliciu este o frecvență foarte mare stabilitate vibrații mecanice, care este determinată de dimensiunile geometrice ale plăcii de cuarț și direcția de deformare.
Pentru excitarea vibrațiilor mecanice la electrozii rezonator este alimentat o tensiune de curent alternativ. Elementul piezoelectric începe să oscileze în sincronism cu tensiunea aplicată. Când frecvența tensiunii furnizate cu oscilații de frecvență naturale ale celulei piezoelectric are loc rezonanță mecanică. Rezonatorul cuarț devine echivalent cu un circuit rezonant serie cu o frecvență naturală de cuarț: unde LKB - cuarț inductanță echivalent (de la zeci la zeci de mH) CKV - cuarț capacitate echivalentă (zecimi sau sutimi de picofarads). Frecvența naturală a oscilației de cuarț depinde de placa de forfecare și dimensiunile geometrice. Pentru diferite reduceri de valoare eigenfrequency cuarț ƒKV (MHz) variază de la 1,6 / # 948; 3.6 / # 948;, unde # 948; - grosimea plăcii, mm. Factorul de calitate al rezonatorului este definit ca raportul dintre energia stocată sistem oscilant la pierderea de energie în timpul perioadei de oscilație. Q factor de rezonatoare de serie la zeci de mii de frecvență fundamentale, și precizie - câteva milioane.
Pentru cristale de cuarț caracterizate prin efectele îmbătrânirii, și anume schimbări ireversibile în frecvență în primele câteva luni de funcționare. Prin urmare, principalul parametru care caracterizează operarea oscilator cu cuarț, frecvența de oscilație este stabilă. În plus, stabilitatea frecvenței afectează șocuri și vibrații, umiditate, temperatură, variația tensiunii de alimentare și volatilitatea sarcinii. Prin urmare, modern plus oscilator cu cuarț pentru elementul activ (tranzistor, diode tunel), un rezonator cuarț și elementul de circuit oscilator conține: o etapă tampon cu ridicată Rin oferind legătură slabă cu sarcina și oscilatorul elimină impactul sarcinii asupra performanței sale; sistem de amortizare pentru atenuarea sarcinilor de vibrații și șocuri; Dispozitiv de protecție împotriva efectelor umezelii; o sursă de alimentare stabilizată; sistem de termostatare sau de compensare a temperaturii, efectul stabilizator al caracteristicilor de temperatură frecvență de rezonatoare cu cristale de cuarț. utilizat în prezent în cazul în care oscilatoare cuarț este utilizat ca un rezistor sau ca circuit de serie.
Fig. 6.6. Circuit echivalent cu oscilator cu cuarț în bucla de feedback.
Să considerăm circuitul oscilator în care rezonator cuarț este utilizat ca un circuit în serie. oscilator de tranzistor cu un cristal este colectat prin schema de trei puncte (Fig. 6.6). Circuitul de feedback a inclus divizor format dintr-o impedanță ZQ1 cuarț rezonator și R1 rezonator. Sistemul oscilând format din două bucle: sarcina colector Z1, Z2 și Z3 și circuitul de feedback R1, ZQ1 și Z2. Funcționarea circuitului se bazează pe faptul că ZQ1 rezistență rezonator minimă la o frecvență de rezonanță în serie # 969; HF și crește dramatic atunci când se abate de la ea. Ca rezultat al acestei auto-excitatie este posibilă numai într-un interval de frecvență îngustă. Cu alegerea corectă a circuitului de feedback bucla Q-factor parametru Q din rezonatorului cuarț este aproape și Q factor substanțial mai mare circuitul colector. Factorul Q al circuitului oscilatorii - proprietăți caracteristice de rezonanță a sistemului, care arată de câte ori amplitudinea vibrației forțate la o amplitudine de rezonanță depășește în absența acestuia. Cu cât factorul de calitate a sistemului oscilant, mai puțin pierderile de energie în ea pe perioadă. Factorul Q al circuitului oscilatorii: