Quarzgeneratoren. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Knoten von Amateurfunkgeräten. Generatoren, Überlagerungen

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Der Oszillator, dessen Frequenz durch einen Quarzresonator stabilisiert wird, ist eine obligatorische Einheit für die meisten modernen Empfänger und Transceiver sowie für Messgeräte. Diese Übersicht präsentiert Optionen für die mögliche Ausführung solcher Generatoren für Frequenzen von Einheiten bis zu mehreren zehn Megahertz.

Bevor wir zu praktischen Schaltungen übergehen, stellen wir fest, dass bei weit verbreitetem Quarz die Hauptbetriebsfrequenz normalerweise 10 ... 15 MHz nicht überschreitet. Dies liegt an den Schwierigkeiten bei der Herstellung (in der Serienproduktion) sehr dünner Quarzplatten mit einem hohen Grad an Parallelität der Arbeitsseiten. Insbesondere letzteres wirkt sich stark auf die Monofrequenz des Resonators aus (das Fehlen von Nebenresonanzen, insbesondere in der Nähe der Hauptbetriebsfrequenz).

Bei Generatoren kann das Vorhandensein solcher Resonanzen dazu führen, dass der Resonator mit einer anderen als der auf seinem Gehäuse angegebenen Frequenz angeregt wird, oder zu einem Frequenzsprung des Generators, wenn sich die äußeren Bedingungen ändern (Temperatur, Lastwiderstand usw.). .). Wenn die auf dem Körper des Quarzresonators angegebene Frequenz höher als 15 MHz ist, ist dieser Resonator mit hoher Wahrscheinlichkeit harmonisch und seine Grundfrequenz ist drei- oder sogar fünfmal niedriger als der "Nennwert".

Im Generator, dessen Schaltung in Abb. 1 dargestellt ist, wird der Schwingquarz mit der Grundfrequenz angeregt [1]. Für einen stabilen Betrieb muss der Lastwiderstand (Eingangswiderstand der nächsten Stufe) mindestens 1 kOhm betragen. In diesem Fall beträgt die Hochfrequenzspannung am Generatorausgang mindestens 0,5 V (im Folgenden - Effektivwert).

Ris.1

Die Werte der Kondensatoren C3, C4 und des Widerstands R4 hängen von der Betriebsfrequenz des Quarzresonators ab. Für ein Frequenzband von 1...3 MHz sollten sie 270 pF, 180 pF bzw. 3,3 kOhm betragen; für 3...6 MHz - 180 pF, 120 pF und 3,3 kOhm; für 6...10 MHz - 180 pF, 120 pF und 2,2 kOhm; für 10...18 MHz - 150 pF, 68 pF und 1,2 kOhm; für 18...21 MHz - 68 pF, 33 pF und 680 Ohm.

Wie in solchen Fällen allgemein gesagt wird, muss der Generator bei wartungsfähigen Teilen und fehlerfreier Installation nicht abgestimmt werden (außer vielleicht einer gewissen Korrektur der Betriebsfrequenz durch Anpassen des Kondensators C2). Funktioniert der Generator trotz der beiden oben genannten Bedingungen immer noch nicht, kann dies nur an der geringen Aktivität des Quarzresonators liegen. In diesem Fall sollten Sie ihn entweder durch einen anderen ersetzen oder versuchen, mit den Werten der Kondensatoren C3 und C4 herumzuspielen. Insbesondere kann es hilfreich sein, das Verhältnis ihrer Kapazitäten in die eine oder andere Richtung zu ändern.

In Abb. Abbildung 2 zeigt das Diagramm eines Generators, bei dem ein Quarzresonator mit ungeraden Harmonischen seiner Hauptbetriebsfrequenz angeregt wird [2]. Wie in der Vorgängerversion muss der Eingangswiderstand der nächsten Stufe mindestens 1 kOhm betragen. Die Ausgangsspannung beträgt ca. 0,5 V. Für ein Frequenzband von 15...25 MHz sollten die Kapazitäten der Kondensatoren C2, C3 und C4 100, 100 bzw. 68 pF betragen; für 25...55 MHz - 100, 68 und 47 pF; für 50...65 MHz - 68, 33 und 15 pF.

Fig. 2

Die Spule L1 ist mit einem Draht mit einem Durchmesser von 0,3 mm auf einen Rahmen mit einem Durchmesser von 5 mm gewickelt. Es hat einen Carbonyl-Eisen-Trimmer (Durchmesser - 4 mm). Für die obigen drei Betriebsfrequenzbänder sollte die Anzahl der Windungen 15, 10 bzw. 7 sein.

Der Generator wird durch Abstimmung der Spule 1.1 aber stabil auf die dritte Harmonische der Grundfrequenz des Schwingquarzes erzeugt. Wenn dies an keiner Position des Trimmers der Fall ist, sollten Sie die Anzahl der Windungen der Spule auswählen oder versuchen, diesen Vorgang auszuführen, indem Sie den Kondensator C2 mit einem höheren oder niedrigeren Wert installieren. Wenn diese Operation nicht hilft, liegt die Ursache höchstwahrscheinlich in der geringen Aktivität des Schwingquarzes (siehe oben). Es sei darauf hingewiesen, dass nicht alle Resonatoren, die bei der Grundfrequenz stabil erzeugen, auch bei Harmonischen stabil arbeiten.

Ein solcher Generator kann einer hochohmigen Last (z. B. einer Mischstufe an einem Transistor mit isoliertem Gate) eine Spannung von etwa 2 V mit einer höheren Frequenz liefern, wenn ein Bandpassfilter in den Kollektorkreis des Transistors VT1 eingeführt wird. abgestimmt, zum Beispiel auf die zweite Harmonische der Betriebsfrequenz des Generators (d. h. es handelt sich um einen Generator - einen Frequenzverdoppler an einem Transistor). Die Induktoren L2 und L3 eines solchen Filters sind mit einem Draht mit einem Durchmesser von 0,6 mm auf einen Rahmen mit einem Durchmesser von 5 mm mit zwei Trimmern aus Carbonyleisen (Durchmesser 4 mm) gewickelt. Der Abstand zwischen den Spulen beträgt 5 mm. Für das Frequenzband 60...90 MHz sollte die Windungszahl 9 und für 90...130 MHz 6 betragen. Die Werte der Kondensatoren C6, C7 des Filters betragen 33 bzw. 22 pF .

Der Generator, dessen Schaltung in Abb. 3 [3] dargestellt ist, ist etwas komplizierter – er enthält einen Schwingkreis. Dies bietet zwei Vorteile auf einmal. Erstens hat es eine höhere spektrale Reinheit des Ausgangssignals. Zweitens bietet es einen breiteren Ausgangspegel (ca. 1 V an einer 100-Ohm-Last).

Ris.3

Für ein Frequenzband von 1...3 MHz betragen die Kapazitäten der Kondensatoren C2, C5 und C6 jeweils 470, 270 und 2000 pF; für Z...10 MHz - 330, 150 und 1500 pF; für 10...30 MHz - 180, 47 und 330 pF. Spule L1 sollte in der Mittelstellung des Trimmers eine solche Induktivität haben. um eine Resonanz mit dem Kondensator C5 bei der Betriebsfrequenz sicherzustellen. Dieser Generator ist für eine stabile Erzeugung auf der Grundfrequenz des Quarzresonators bzw. seiner dritten Harmonischen ausgelegt.

Literatur

1. Detlev Lechner, Peter Fink. Kurzwellensender. - Militärverlag der DDR, 1979.
2. G. R. Jessop. VHF/UHF-Handbuch. -RSGB, 1983.
3. J-Pavlovec, J.Samur. Krystalove jednotky ein Oszillator. - Amaterske Radio (B), 1987. Nr. 2, S. 42-61.
4. KV-Zeitschrift №1, 1992

Veröffentlichung: N. Bolschakow, rf.atnn.ru

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