15.2. Схемы кварцевых аг

Схемы кварцевых резонаторов разделяют:

1. осцилляторные схемы (используют индуктивный характер сопротивления резонатора);

2. гармониковые схемы (АГ возбуждается на гармониках с n = 3,5,7…);

3. фильтровые схемы (кварцевый резонатор включают последовательно в цепь ОС).

1. Пример осцилляторной схемы АГ показан на рис. 15.4.

Рис. 15.4. Осцилляторная схема кварцевого автогенератора

Кварцевый генератор возбуждается на частоте, близкой к частоте последовательного резонанса.

Можно менять в небольших пределах частоту генератора, поставив последовательно с кварцем переменный конденсатор или варикап.

2. На ВЧ резонаторы могут работать на гармониках механических колебаний кварцевой пластины. Схема генератора, работающего на заданной механической гармонике, на рис. 15.5 аналогична схеме генератора на рис. 15.4; отличием является то, что параллельно конденсатору С₁ подключается дополнительная индуктивность, которая вместе с С₁ образует колебательный контур, резонансная частота которого несколько ниже рабочей частоты, но выше частоты ближайшей низкой нечетной гармоники. Тогда на рабочей частоте контур эквивалентен емкости, и АГ представляет собой обычную трехточечную схему.

.

3. Кварцевый резонатор эквивалентен узкополосному фильтру в цепи ОС

Рис. 15.5. Фильтровая схема кварцевого автогенератора

АГ самовозбуждаются на частотах, близких к частоте последовательного резонанса, на которой полное сопротивление кварцевого резонатора минимально.

16. Синтезаторы частот

С ростом требований к стабильности частоты выходных колебаний возбудителя и с увеличением числа его рабочих частот в возбудителях используются синтезаторы частот (СЧ). Является одним из основных элементов возбудителя. Необходимо обеспечить возможность работы передатчика в определенном диапазоне частот (дискретные частоты). СЧ должны обеспечить формирование сетки стабильных частот.

Основные параметры:

- диапазон рабочих частот;

- шаг сетки частот (сотни Гц);

- количество рабочих частот -

; (тысячи частот);

стабильность: .

Необходимо учесть степень подавления побочных колебаний:

.

Синтезаторы строятся на основе:

1. методов прямого синтеза;

2. косвенных методов.

1. Прямой метод построения СЧ

Основан на использовании операций сложения, вычитания, умножения и деления частот, формируемых одним высокостабильным кварцевым генератором.

Рис. 16.1. Формирователь и селектор гармоник

ЗГ – задающий кварцевый генератор

С помощью узкополосных фильтров в селекторе гармоник выделяется сигнал требуемой частоты. Степень подавления нежелательных компонент на выходе синтезатора определяется параметрами фильтров.

В более сложных синтезаторах, построенных по методу прямого синтеза, используется декадный синтезатор (рис. 16.2).

Рис. 16.2. Декадный синтезатор частот

Полосовые фильтры выделяют сигналы суммарной частоты. Далее частота выделенного сигнала уменьшается в 10 раз делителем.

,

m– коэффициент кратности частоты.

Недостаток: очень громоздко.

2. Косвенный метод.

Выделить нужную гармоническую составляющую с помощью резонансных систем простыми способами не удается, поэтому для выделения частотной составляющей в широком диапазоне частот применяют системы фазовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ).

Рис. 16.3. Косвенный метод синтеза частот:

ДПКД – делитель с переменным коэффициентом деления;

ФД – фазовый детектор;

УЭ – управляющий элемент (варикап генератора);

ПГ – подстраиваемый генератор.

Выходное напряжение фазового детектора определяется разностью фаз напряжений, действующих на его входах. Выходное напряжение ФД через ФНЧ воздействует на УЭ, который изменяет частоту ПГ, приближая ее к частоте f_вых=N·f_эт , гдеN– коэффициент деления ДПКД.