1
ИЗМЕРЕНИЯ
1
стройки, обусловленный свойствами
собственно кварцевых резонаторов.
Появилась потребность в новом
подходе к решению задачи значитель-
ного увеличения диапазона пере-
стройки частоты КГ при сохранении
кварцевой стабильности частоты.
В работе [7] было предложено но-
вое направление конструирования
УХО.дюзволяющее увеличивать пе-
ри-з/фжу по частоте путем увеличе-
ния числа параллельно включаемых
в схему VXO КР.
В статье рассмотрено дальнейшее
развитие данного направления конст-
руирования новых схем VXO на осно-
ве проведенных исследований. При
этом анализируются случаи, когда
кварцы работают только на первой
(основной) механической гармонике
(при работе на высших механических
гармониках получается заведомо ма-
лая перестройка по частоте).
Терминология и особенности
предмета исследований
Согласно терминологии, предла-
гаемой автором, все схемы VXO мож-
но называть как N-XTAL-SUPER-VXO,
где N - число кварцев в схеме (не обя-
зательно кристаллов Si02, допускает-
ся и возможность использования лю-
бых кристаллов, обладающих пьезо-
электрическими свойствами); XTAL-
сокращение от слова “кристалл”;
SUPER - подразумевает не только
общепринятое обозначение, но и ука-
зывает на весьма большой диапазон
перестройки по частоте.
Таким образом, N-XTAL-SUPER-
VXO (N>2) - это наиболее общее на-
звание кварцевого автогенератора с
включенными параллельно кварцами,
который позволяет получать очень
большую перестройку по частоте при
сохранении высокой (кварцевой) ста-
бильности генерируемых колебаний.
Отметим сразу, что кварцы (или
пьезорезонаторы) можно включать
также и последовательно, и смешан-
но, О-ЯЗйко эти случаи в данной рабо-
те нефассматриваются. Кроме того,
частота любого VXO перестраивает-
ся с помощью переменных (внешних)
реактивностей, т.е. с помощью пере-
менных L и/или С.
Естественно, что для N-XTAL-
SUPER-VXO (N>2) перестройка по
частоте получается в значительно
более широких пределах, чем это
имеет место для однокварцевых или
двухкварцевых VXO (при сохранении
долговременной кварцевой стабиль-
ности частоты). При этом кварцевая
стабильность частоты должна быть
примерно такой же, как долговремен-
ная стабильность частоты обычного
неперестраиваемого (или перестраи-
ваемрго на 10.
..20 кГц) КГ на одном
кварце.
Однако необходимо всегда по-
мнить, что большинство известных
схем УХО (как, например, [1 .
..4, 6, 7]
и им подобные) легко уводятся в ту
область, где стабильность генериру-
емых колебаний уже не определяет-
ся собственно кварцами, оказываясь
практически точно такой же, как и у
обычных ГС-автогенераторов (не
предназначенных для ГПД). Частота
у такого УХО с излишним “уводом” за
несколько минут может “уплывать” на
килогерцы.
.. десятки килогерц. Экс-
перименты автора показали, что, не-
смотря на то, что ^ХТАЕ-БиРЕВЛ/ХО
допускают перестройку по частоте в
крайне широких пределах (по крайней
мере, на несколько МГц) без срыва
генерации, характерная для КГ ста-
бильность частоты присутствует толь-
ко в небольшой области, - менее 10%
от возможного без срыва генерации
диапазона перестройки частоты!
С этих позиций, очевидно, что при
использовании ^ХТАЕ-ЗиРЕВЛ/ХО в
качестве ГПД приемника (трансиве-
ра) или измерительного генератора,
максимально возможная перестрой-
ка по частоте - не главное! На первое
место в данном случае выступает вре-
менная стабильность генерируемых
колебаний.
В этой связи для конструктора пред-
ставляет интерес только относительно
узкая область перестройки, где такие
УХО проявляют кварцевую стабиль-
ность частоты. Чтобы обнаружить и
измерить ширину такой области, необ-
ходим частотомер с точностью отсчета
(т.е. с разрешением по частоте) не ме-
нее ±10 Гц (другие методы измерений,
как предлагается в [6], недопустимы).
Но прежде чем переходить к ана-
лизу данных, получаемых с помощью
частотомера, следует предваритель-
но сравнить поведение обычного ГС-
генератора, ГС-генератора, применя-
емого в качестве ГПД приемника
(трансивера) и неперестраиваемого
классического КГ на одном кварце
(например, емкостной “трехточки”).
При этом классический неперес-
траиваемый КГ на одном кварце бу-
дет служить эталоном для сравнения.
Только изучив особенности рабо-
ты таких генераторов, т.е. характер
долговременного ухода частоты
(обычноза 10.
..30мин после предва-
рительного 10-минутного прогрева), и
проведя сравнительный анализ, мож-
но говорить о тенденциях в характе-
ре изучаемых высокостабильных, ко-
лебаний.
Примечание.
Если частота УХО
при таких исследованиях будет ухо-
дить не более чем на 10.
..20 Гц, мож-
но говорить о том, что имеет место
кварцевая стабильность частоты.
Кроме того, при исследованиях N-
ХТАЕ-ЗиРЕИ-УХО следует опреде-
лять и уход частоты на краях диапа-
зона перестройки (при указанных
выше условиях).
Игнорирование подобного подхо-
да к исследованиям ^ХТАЕ-ЗиРЕИ-
УХО не позволяют адекватно оценить
изучаемые процессы.
Так, данные автора показывают,
что, например, результаты, приведен-
ные в [6], примерно в 10 раз завыше-
ны (улучшены), и соответствуют об-
ласти, где стабильность
УХО
такая
же, как и у обычного ГС-генератора!
При этом особенность схемы за-
дающего генератора (ЗГ)
УХО
[7], ко-
торая также использовалась затем в
[6], состоит в том, что при перестрой-
ке частоты амплитуда на выходе соб-
ственно ЗГ может изменяться в не-
сколько десятков раз! По этой причи-
не схема УХО из [6]в практических
конструкциях использоваться не мо-
жет, если только не предусмотрен спе-
циальный блок усилителя-ограничи-
теля или не модифицирована исход-
ная схема ЗГ.
Классификация и пути реализа-
ции схем Ы-ХТАЕ-БиРЕР-УХО
Существующая классификация
|
разделяет классические схемы КГ на
I
две большие группы [8, 9]:
|
1. осцилляторные схемы;
2. схемы с затягиванием частоты.
Косцилляторным схемам КГ
от-
носят те, где частота генерируемых
колебаний определяется исключи-
тельно самим КР. Именно для осцил-
ляторных схем и характерна упомяну-
тая выше кварцевая стабильность. Та-
кие схемы могут также представлять
собой эталон для сравнения.
При устранении КР из осциллятор-
ной схемы или замене КР на емкость
С0, равную статической емкости КР,
колебания в осцилляторном автогене-
раторе не возникают (не выполняют-
ся условия баланса фаз). Например,
схема автора [7] при устранении из
нее дополнительной катушки индук-
тивности будет представлять собой
типичную осцилляторную схему.
В
схемах КГ с затягиванием час-
тоты
собственно КР уже не опреде-
ляет условия самовозбуждения, ведь,
----------------------I 13 |
Радиолюбитель - 10/2004~|'
предыдущая страница 12 Радиолюбитель 2004-10 читать онлайн следующая страница 14 Радиолюбитель 2004-10 читать онлайн Домой Выключить/включить текст