Кварцевые генераторы

Обеспечить высокую стабильность частоты генерации можно при включении кварцевого резонатора в цепь обратной связи обычного LC-генератора. Для лучшей стабильности желательно использовать частоту последовательного резонанса кварца. При этом важно, чтобы общее сопротивление цепи обратной связи было значительно меньше собственного R кварцевого резонатора. Это условие выполняется в генераторе, принципиальная схема которого приведена на рис. 5.5.

Для генерации колебаний необходимо настроить LC-контур на резонансную частоту кварцевого резонатора. В этом случае полное сопротивление LC-контура велико, что позволяет получить в каскаде большое , а сопротивление кварцевого резонатора Кв мало, что обеспечивает глубокую ПОС между коллектором и базой транзистора. Частоту LC-контура можно выбирать гораздо больше резонансной частоты Кв. При этом резонатор возбудится на соответствующей высшей гармонике. В серийных кварцевых резонаторах = 10кГц - 10МГц, но некоторые из них могут возбуждаться на частотах до 250 МГц. Таким образом, работа на высших гармониках целесообразна для получения генерации на частотах свыше 10 МГц.

Отметим, что нагрузка в рассматриваемом генераторе может подключаться к коллектору транзистора. Для уменьшения ее влияния на режим работы кварцевого генератора иногда используется дополнительный согласующий каскад.

Если возбуждать кварцевый резонатор на основной частоте , то можно построить генератор и без использования LC-контура. На рис. 5.6 приведена принципиальная схема одного из вариантов такого кварцевого генератора. Частота генерации здесь определяется значением . На частотах ниже 2 МГц к кварцу Кв желательно подключить емкостный делитель напряжения, состоящий из конденсаторов и (цепь обозначена пунктиром на рис. 5.6), который способствует выполнению баланса фаз на частоте генерации. Отметим, что в генераторе (рис. 5.6) индуктивность L иногда может быть заменена резистором или параллельной цепью из резистора и конденсатора.

Если стабильность кварцевого генератора все же оказывается недостаточной для некоторых специальных случаев, то следует применить термостатирование кварцевого резонатора. Если даже получена хорошая температурная стабильность, остаются еще серьезные причины, которые могут изменить частоту генерации: временные нестабильности, старение, удары, вибрации и т. д. В тех случаях, когда стабильность термостатированных резонаторов не удовлетворяет предъявленным требованиям, можно рекомендовать лишь применять стандартные атомные частоты.

Помимо кварцевых резонаторов находят применение и другие элементы акустоэлектроники в генераторах специального назначения. Для генерации сигналов низких частот можно использовать акустоэлектронные элементы, работающие на изгибных колебаниях, а также RС-цепи. Самое широкое распространение в современной электронике получили низкочастотные синусоидальные RС-генераторы.