Курс лекций по дисциплине “Методы и устройства формирования радиосигналов” (Лекции 1-34. Назначение дисциплины. Радиосигнал и его характеристики. Основные этапы развития радиотехники. Паразитные излучения в формирователях. Электромагнитная совместимость в формирователях), страница 38

2.  Крутизна  снижается на механических гармониках кварцевого резонатора. Кроме того, крутизна на частотах последовательного резонанса несколько выше, чем на частотах параллельного резонанса, т.е. при равных условиях наибольшую стабильность можно получить на частоте последовательного резонанса, возбуждая кварцевую пластину на основной частоте.

3.  На высоких механических гармониках увеличивается вклад емкости  в суммарную проводимость резонатора. В результате, начиная с некоторой частоты, резонансные свойства кварцевой пластины не проявляются.

Максимальное (по модулю) значения Вкв последовательного контура , ,  равно . Если , то кварцевая пластина теряет резонансные свойства и эквивалентна некоторой емкости.

Наиболее широко применяемые упрощенные схемы АГ имеют следующий вид:

а                                      б                                       в

г                                              д

Рис. 2. Упрощенные эквивалентные схемы автогенераторов

с кварцевым резонатором.

Рассмотрим особенности этих схем. Схема (а) – простейшая. Автоколебания здесь происходят на частоте, несколько большей, чем частота последовательного резонансного кварца . На резонансной частоте контура кварц представляет собой некоторую эквивалентную индуктивность . Для того чтобы эта индуктивность не была шунтирована емкостью кварце держателя , необходимо выполнение неравенства:

.

Учитывая условие резонанса , где , получим или .

Здесь, при минимальном количестве реактивных элементов отсутствуют индуктивности, поэтому эта схема широко применяется при микроэлектронном исполнении АГ. Применяется для возбуждения на основной частоте кварцевого резонатора.

В схеме (б) контур L1,C1,C2 настривается в резонанс с частотой . Здесь происходит генерация на частоте последовательного резонанса кварца, и эта схема позволяет получить наибольшую стабильность частоты. Сопративление  включено в схему для того, что бы предотвратить возбуждение паразитных колебаний в контуре С1, С2, С0, L3  на его резонансной частоте.

В схеме (в) параллельно емкости С2 включена индуктивность L2, что позволяет использовать эту схему для генерации на механической гармонике КР . Индуктивность L2 выбирают таким образом, чтобы на частоте генерации  схема представляла собой емкостную трехточку, а на ближайшей более низкой частоте  не выполнялось одно из условий возникновения автогенерации. При этом резонансная частота  контура L2C1 подбирается так: . Тогда контур L2C1 на частоте   эквивалентен емкости, а на частоте - индуктивности, что не обеспечивает баланс фаз.

Генерация происходит на частоте , для этого контур эквивалентная емкость контура L2C1 на  настраивается в резонанс с этой частотой.

В схемах (г) и (д) кварцевый резонатор включен в цепь обратной связи. В схеме (г) кварцевый резонатор и резистор образуют делитель напряжения в цепи обратной связи. Параметры делителя выбираются таким образом, чтобы на частоте последовательного резонанса кварца коэффициент пердачи делителя , а на частотах отличных от  для предотвращения самовозбуждения. Генерация происходит на частоте последовательного резонанса кварца, контур L3, C2, C1 настраивается именно на эту частоту. Особенности расчета этой схемы – в определении коэффициента обратной связи.

 где  на частоте .

.

В схеме (д) кварцевый резонатор является элементом отрицательной обратной связи. Контур L3, C2, C1 настраивается на частоту последовательного резонанса кварца, на которой и происходит генерация. На других частотах кварцевый резонатор представляет собой емкость , и поэтому не выполняется баланс фаз.

Рассмотрим принципиальные электрические схемы кварцевых АГ.

Рис. 3. Электрическая схема гармонического кварцевого генератора

Электрическая схема АГ соответствует эквивалентной схеме (в) и предназначена для генерации на механической гармонике кварцевого резонатора. Точная настройка на требуемую частоту осуществляется с помощью построечного конденсатора С6. Колебательная система образована С4, С5, С6, L2 и кварцевым резонатором. Индуктивность L1 препятствует возбуждению колебаний на более низких механических гармониках, R3, R4 – корректирующая цепочка. R2 – сопротивление автосмещения, C3 – блокировочная емкость, С7 – емкость связи.