ОПИС кварцового осцилятора.
З метою спрощення та здешевлення радіостанцій, які працюють в короткохвильовому, а особливо в ультракороткохвильовому діапазоні хвиль, бажано мати в заданому генераторі стабільні коливання можливо коротшою хвилі, зберігаючи при цьому достатню корисну потужність. При кварцовою стабілізації технічно непридатне застосовувати пластини (внаслідок їх крихкості) тонше 0,5 мм. Тому для отримання в заданому генераторі стабільних коливань коротшою хвилі доцільно порушувати кварц в обертонах основного коливання пластини по товщині. Кварцові пластини при порушенні їх в обертонах по товщині в звичайних осциляторних схемах виявляються мало "активними". Однією з головних причин цього явища служить все зростаюче (з укороченням хвилі) шкідливий вплив статичної ємності кварцу, а також ємностей, пригоди паралельно йому.
Пропоноване здійснення схем кварцових осциляторів засноване на компенсації шкідливої статичної ємності кварцу шляхом включення послідовно з кварцем компенсаційної самоіндукції. Величина компенсаційної самоіндукції береться такий, щоб спільно зі статичної ємністю кварцу вона була налаштована на частоту, рівну або близьку основній частоті (або обертони) коливань кварцовою пластини).
Перш ніж перейти до формулювання принципів побудови схем кварцових осциляторів, слід вказати на те, що, як відомо, еквівалентну схему лампового генератора можна представити у вигляді замкненого кола, що складається з послідовно з'єднаних між собою ланок (чотириполюсників). Кожна з ланок (чотириполюсників> може являти собою будь-яку комбінацію з самоіндукції, ємностей і опорів.
Пропоновані схеми кварцових осциляторів, в яких здійснюється компенсація шкідливої статичної ємності кварцу, можуть бути розділені на два класи: до першого класу відносяться кварцові осцилятори, що відрізняються тим, що паралельно одному з ланок у ланцюзі Самозбудження лампового генератора включається контур, що складається із сполучених послідовно кварцу і котушки самоіндукції, причому статична ємність кварцу разом з самоіндукцією налаштовані на частоту, рівну або близьку основній частоті (або гармоніки) коливань кварц Євою пластини; другий клас утворюють кварцові осцилятори, що відрізняються тим, що паралельно одному з ланок в ц; "- пі самозбудження лампового генератора зі зворотним зв'язком, що перешкоджає самовозбуждению, трапляється контур, що складається із сполучених послідовно кварцу і котушки самоіндукції, причому статична ємність кварцу разом з самоіндукцією налаштована на частоту, близьку до основної частоті (або гармоніки) коливання кварцовою пластін61.
На кресленні фіг. 1 схематично зображує кварцові осцилятори першого і другого класів; фіг. 2, 3 і 4 †"деякі з можливих схем кварцових осциляторів першого класу; фіг. 5 ілюструє роботу кварцових осциляторів першого класу; фіг. б зображує еквівалентну схему кварцового осцилятора по фіг. 2; фіг. 7 і 8 †"деякі з можливих схем кварцових осциляторів другого класу; фіг. 9 ілюструє роботу кварцового осцилятора, зображеного на фіг. 7.
Як видно з фіг. 1, контур, що складається з кварцу Q і компенсаційної самоіндукції L, пригод паралельно одному з ланок (чотириполюсників) в ланцюзі самозбудження.
На фіг. 2, 3 і 4 представлені деякі з можливих схем кварцових осциляторів першого класу. Всі ці схеми характеризуються тим, що при відключеному контурі, що містить кварц Q і компенсаційну самоіндукції L, ламповий генератор самовозбужден і його параметри підібрані таким чином, щоб генератор розвивав максимальну потужність коливань на частоті кварцу. Величина компенсаційної самоіндукції L підбирається такий, щоб власна частота контура, утвореного компенсаційної самоіндукцією L, і статичної ємності кварцу була б близька або дорівнювала основній частоті (або гармоніці) коливань кварцовою пластини. При перемиканні контуру, що містить кварц і компенсаційну самоіндукції, паралельно одному з ланок у ланцюзі Самозбудження лампового генератора виходить наступна картина.
На частотах, що лежать в деякому діапазоні по обидві сторони від основної частоти (або гармоніки) кварцової пластини, опір ланки, паралельно з яким трапляється кварц і самоіндукція L, виявляється шунтуватися малим опором. Внаслідок цього умови самозбудження порушуються і генерація припиняється. На частоті кварцу з'являється пьезо-електрична провідність, резонанс контуру, утримуючи: цего кварц, порушується і схема самовозбуждается на частоті кварцу.
Фіг, 5 ілюструє роботу кварцових осциляторів першого класу. Тут по осі абсцис відкладена частота а, а по осі ординат ток 1 в анодному контурі осцилятора.
На фіг. б в якості пояснення фіг. 1 представлена еквівалентна схема кварцового осцилятора, зображеного на фіг. 2. Тут R, внутрішній опір лампи. Чотириполюсник, обмежений пунктиром, представляє собою трансформатор з коефіцієнтом трансформації р, еквівалентний коефіцієнт посилення лампи.
На фіг, 7 і 8 представлені деякі з можливих схем кварцових осциляторів другого класу. Схеми кварцових осциляторів другого класу характеризується тим, що при відключеному контурі, що містить кварц і компенсаційну самоіндукції L, ламповий генератор ие може самовозбудітся на частоті кварцу. У цих схемах контур, утворений з послідовно з'єднаних кварцу Q і самоіндукції L, грає двояку роль.
Самоіндукція L разом зі статичної ємністю С кварцу налаштована на частоту, близькою до основної частоті (або гармоніці) коливань кварцовою пластини, завдяки чому здійснюється компенсація шкідливої статичної ємності С кварцу.
При відсутності пьезо-електричної провідності провідність ланки, паралельно з яким трапляється кварцовий контур, має значення, що перешкоджає самовозбуждению генератора на частоті кварцу. При появі п'єзоелектричній провідності остання змінює величину і фазу коефіцієнта зворотного зв'язку так, що настає самозбудження осцилятора на частоті кварцу. Таким чином здійснюється осциляторний режим роботи схем.
L м ;! ) Відмінною особливістю роботи схем кварцових осциляторів другого класу від кварцових осциляторів першого класу полягає в тому, що в осцилляторах другого класу паразитні коливання можливі лише за одну сторону частот кварцових коливань. Фіг. 9 ілюструє, як приклад, роботу кварцового осцилятора другого класу, зображеного на фіг. 7.
Застосування пропонованих схем кварцових осциляторів дає можливість порушення кварцових пластин як на коротких, так і ультра-коротких хвилях.
При цьому можна здійснити збудження кварцу в обертонах, внаслідок чого для стабілізації (безпосередньо в заданому генераторі) коротких і ультракоротких хвиль застосовані товсті, а отже міцні кварцові пластини. Корисна потужність, що віддається даними кварцовими осцилляторами, дорівнює максимальній потужності, що може бути отриманою від лампи в схемах самозбудження. Розсіювання енергії в кварці при порушенні його в пропонованих схемах значно менше, ніж в застосовувались досі схемах.
Внаслідок цього можлива робота на лампах з анодним напругою в
1000 вольт і навіть вище. Порушення кварцу в обертонах дозволяє отримати від однієї пластини ряд стабільних частот.
1. Кварцовий осцилятор, який відрізняється тим, що паралельно одному з ланок ланцюга самозбудження лампового генератора включена гілка, що складається з послідовно з'єднаних кристала і котушки самоіндукції причому статична ємність кварцу разом з самоіндукцією котушки налаштовані на частоту, рівну або близьку основній частоті кварцу або його гармонік.
2. Видозміну осцилятора з футболу. 1, яке відрізняється тим, що кварц і самоіндукція приєднані паралельно одному з ланок ланцюга самозбудження генератора зі зворотним зв'язком, що перешкоджає самовозбуждению.
Тип. "Друкарський Труд" Зак. Тисяча п'ятсот п'ятьдесят дⳠ†"-50д