Патент на изобретение №2311727
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР
(57) Реферат:
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах генерирования и преобразования частоты импульсных сигналов. Достигаемый технический результат – устранение таких недостатков, как сложность в настройке и низкий к.п.д. Кварцевый генератор содержит два биполярных транзистора разного типа проводимости, кварцевый резонатор, однопереходный транзистор, биполярный диод, нагрузочный резистор и делитель напряжения на двух резисторах. 4 ил.T – температурный потенциал. Падение напряжения на переходе база-эмиттер UБЭ первого биполярного транзистора 3 будет равно: где I1 – эмиттерный ток транзистора 3; IS1 – тепловой ток перехода база-эмиттер транзистора 3; Принимая, что ток эмиттера транзистора 3 равен току коллектора и, следовательно, справедлива формула Исключая напряжение U2 с помощью формул (2) и (3), получим Подставляя формулу (1) в выражение (5), получим Производная выражения (6) по току дает входное сопротивление на входе биполярного транзистора 3. Оно может быть как положительным, так и отрицательным. Если ток эмиттера транзистора 3 больше С/D, то входное сопротивление будет отрицательным, обеспечивая режим регенерации для различных значений температур. Введение однопереходного транзистора 1 обеспечивает компенсацию температурного ухода частоты предлагаемого кварцевого генератора исходя из следующих соображений. Частота резонанса кварцевого резонатора 7 зависит как от температуры кристалла (фиг.3), так и от приложенного напряжения (фиг.4). Поэтому для термокомпенсации температурного ухода частоты кварцевого резонатора 7 (см. см. книгу: Альтшуллер Б.Г. Кварцевая стабилизация частоты. М.: Связь, 1974, рис.12.9) необходимо использовать последовательно соединенный термозависимый резистор, обеспечивающий термокомпенсацию. Предлагается использовать в качестве термокомпенсатора однопереходный транзистор 1 (см. книгу: Недолужко И.Г., Сергиенко Е.Ф. Однопереходные транзисторы. М.: Энергия, 1974. 104 с.). Однопереходные транзисторы имеют межбазовое сопротивление в диапазоне 1÷20 кОм, что необходимо для обеспечения регенеративного режима схемы на двух транзисторах разного типа проводимости 3 и 4. Температурный коэффициент межбазового сопротивления (ТКМС) однопереходного транзистора 1 постоянен в диапазоне температур (-55)÷(+140)° С и зависит от напряжения эмиттер-база однопереходного транзистора 1 (см. книгу: Недолужко И.Г., Сергиенко Е.Ф. Однопереходные транзисторы. М.: Энергия, 1974. С.27). Следовательно, значение температурного коэффициента межбазового сопротивления однопереходного транзистора 1 регулируется установкой тока эмиттера с помощью делителя на двух резисторах 5 и 6. С увеличением температуры межбазовое сопротивление возрастает, что приводит к снижению постоянного напряжения на кварцевом резонаторе 7 (фиг. 2). На фиг. 3 приведены температурно-частотные характеристики кварцевого резонатора среза AT, показывающие, что в диапазоне температур (-20÷+60)°С температурный коэффициент частоты (ТКЧ) сохраняет постоянное значение (см. книгу: Альтшуллер Б.Г. Управление частотой кварцевых генераторов. М.: Связь, 1975, рис.2.5.3. С.22). На фиг. 4 приведена зависимость изменения частоты прецизионного кварцевого резонатора 7 от постоянного напряжения на электродах пластины (см. книгу: Альтшуллер Б.Г. Управление частотой кварцевых генераторов. М.: Связь, 1975, рис.3.1.2. С.27), которая отличается высокой линейностью. Следовательно, в диапазоне изменения температуры (-20÷+60)°С можно обеспечить в одних случаях практически идеальную температурную компенсацию ухода частоты заявляемого кварцевого генератора, либо заметно повысить стабильность частоты (для различных углов среза AT кварцевых резонаторов). Сравнение предлагаемого термостабильного кварцевого генератора с прототипом позволяет выявить следующие преимущества: малые габариты и возможность изготовления схемы термостабильного кварцевого генератора на одном полупроводниковом кристалле (например, кремнии); относительно небольшое потребление электроэнергии при большой мощности выходных импульсов на нагрузочном резисторе 8; импульсы на нагрузочном резисторе 8 имеют большую скважность и остроконечные пики, что удобно для использования их в дискретных устройствах и устройствах синхронизации.
Формула изобретения
Кварцевый генератор, содержащий два биполярных транзистора разного типа проводимости и кварцевый резонатор, отличающийся тем, что введены однопереходный транзистор, биполярный диод, нагрузочный резистор и делитель напряжения на двух резисторах, общая точка которых подключена к эмиттеру однопереходного транзистора, первая база которого соединена с первым выводом кварцевого резонатора и эмиттером первого биполярного транзистора, база которого соединена с катодом биполярного диода и коллектором второго биполярного транзистора, эмиттер которого через нагрузочный резистор соединен с выводом второго резистора делителя напряжения, вторым выводом кварцевого резонатора и общей шиной, а анод биполярного диода соединен со второй базой однопереходного транзистора, выводом первого резистора делителя напряжения и шиной питания, при этом между первым биполярным транзистором и вторым биполярным транзистором осуществляется внутренняя положительная обратная связь.
РИСУНКИ
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 21.02.2009
Извещение опубликовано: 20.02.2010 БИ: 05/2010
|
||||||||||||||||||||||||||
T – температурный потенциал.