Generatory - cz.3.

Generatory - generatory kwarcowe

Trzecią część artykułu o generatorach poświęcimy na krótkie omówienie generatorów
kwarcowych. Generator kwarcowy jest to generator, w którym do określenia i stabilizacji
częstotliwości generowanego sygnału zastosowano rezonator kwarcowy. Może on być
włączony w układzie jako równoległy lub szeregowy obwód rezonansowy. Częstotliwość
rezonansu równoległego wynosi:

gdzie L i C to indukcyjność i pojemność obwodu zastępczego rezonatora, a C

O

jest

pojemnością obudowy.

Dla C

O

>> C (w celu spełnienia tego warunku można dołączyć dużą pojemność równolegle

do rezonatora) częstotliwość rezonansu równoległego staje się liczbowo bliska częstotliwości
rezonansu szeregowego:

W układach generatorów rezonator kwarcowy może być włączony w pętlę sprzężenia
zwrotnego wzmacniacza. W przedziale częstotliwości między rezonansem szeregowym a
równoległym reaktancja rezonatora ma charakter indukcyjny, a więc może on być
zastosowany jako element indukcyjny w typowym układzie generatora Colpittsa. Dzięki
dużej dobroci rezonatora, a więc bardzo stromej jego charakterystyce fazowej wokół
częstotliwości rezonansu równoległego uzyskuje się dużą stabilność częstotliwości
generowanego przebiegu.

Generator kwarcowy (nazywany generatorem Pierce'a), którego układ elektryczny jest
bardzo podobny do układu generatora Colpittsa, przedstawiono na poniższym rysunku.

Generator wytwarza przebieg sinusoidalny o częstotliwości rezonansu równoległego. Dzielnik
pojemnościowy C

1

, C

2

jest dobrany tak, aby jego pojemność zastępcza była równa żądanej

pojemności dołączanej równolegle do rezonatora (zależy od niej częstotliwość rezonansu
równoległego), natomiast stosunek C

1

/C

2

określający wartość współczynnika sprzężenia

Click here to buy

A

B

B

Y

Y

PD

F Transfo

rm

er

2

.0

w

w

w .A

B B Y Y.

c o

m

Click here to buy

A

B

B

Y

Y

PD

F Transfo

rm

er

2

.0

w

w

w .A

B B Y Y.

c o

m

zwrotnego, zapewniał spełnienie warunku amplitudy.

Rezonator kwarcowy może być również stosowany w układach generatorów jako układ
rezonansowy szeregowy. Ponieważ wówczas nie odwraca fazy, więc musi być włączony w
obwód sprzężenia zwrotnego wzmacniacza nieodwracającego.

W układzie tym warunek fazy jest spełniony dla częstotliwości rezonansu szeregowego,
natomiast warunek amplitudy jest spełniony, gdy rezystancje R

1

, R

2

i R

3

są dobrane zgodnie z

zależnością: R

2

/R

1

= R/R

3

, gdzie R jest szeregową rezystancją strat rezonatora.

Rezonator kwarcowy może być również zastosowany w układzie generatorów LC jako
dodatkowy element stabilizujący częstotliwość generowanego przebiegu, określoną
parametrami obwodu LC. Wówczas rezonator kwarcowy pracujący w rezonansie
szeregowym jest włączony w obwód sprzężenia zwrotnego typowego generatora LC,
zapewniając dodatnie sprzężenie zwrotne (spełnienie warunku fazy) tylko dla częstotliwości
rezonansu szeregowego. Główny obwód rezonansowy LC (o mniejszej dobroci) musi być
jednak dostrojony do częstotliwości rezonansu szeregowego kwarcu lub jej harmonicznych.
Umożliwia to generowanie stabilnych częstotliwościowe sygnałów, o częstotliwościach
większych od podstawowej częstotliwości rezonansowej zastosowanego rezonatora. Wspólną
cechą generatorów kwarcowych jest duża stałość częstotliwości generowanego przebiegu
(rzędu 10

-6

) i jej względnie mała wrażliwość na zmiany temperatury.

Click here to buy

A

B

B

Y

Y

PD

F Transfo

rm

er

2

.0

w

w

w .A

B B Y Y.

c o

m

Click here to buy

A

B

B

Y

Y

PD

F Transfo

rm

er

2

.0

w

w

w .A

B B Y Y.

c o

m