Generatori di quarzo. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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L'oscillatore, la cui frequenza è stabilizzata da un risonatore al quarzo, è un'unità obbligatoria per la maggior parte dei moderni ricevitori e ricetrasmettitori, nonché per gli strumenti di misura. Questa recensione presenta opzioni per la possibile esecuzione di tali generatori per frequenze da unità a decine di megahertz.

Prima di passare ai circuiti pratici, notiamo che per il quarzo diffuso, la frequenza operativa principale di solito non supera i 10 ... 15 MHz. Ciò è dovuto alle difficoltà di fabbricazione (nella produzione in serie) di lastre di quarzo molto sottili con un elevato grado di parallelismo dei lati di lavoro. Quest'ultimo, in particolare, incide fortemente sulla monofrequenza del risuonatore (assenza di risonanze spurie, soprattutto in prossimità della frequenza operativa principale).

Per quanto riguarda i generatori, la presenza di tali risonanze può portare all'eccitazione del risonatore ad una frequenza diversa da quella indicata sulla sua custodia, oppure ad un salto di frequenza del generatore al variare delle condizioni esterne (temperatura, resistenza di carico, ecc. .). Se la frequenza indicata sul corpo del risonatore al quarzo è superiore a 15 MHz, allora con un alto grado di probabilità questo risonatore è armonico e la sua frequenza fondamentale è tre o anche cinque volte inferiore al "nominale".

Nel generatore, il cui circuito è mostrato in Fig. 1, il risonatore al quarzo è eccitato alla frequenza fondamentale [1]. Per il suo funzionamento stabile, la resistenza di carico (resistenza di ingresso dello stadio successivo) deve essere di almeno 1 kOhm. In questo caso, la tensione ad alta frequenza all'uscita del generatore sarà di almeno 0,5 V (di seguito - il valore effettivo).

Ris.1

I valori dei condensatori C3, C4 e del resistore R4 dipendono dalla frequenza operativa del risonatore al quarzo. Per una banda di frequenza di 1 ... 3 MHz, dovrebbero essere rispettivamente 270 pF, 180 pF e 3,3 kOhm; per 3 ... 6 MHz - 180 pF, 120 pF e 3,3 kOhm; per 6 ... 10 MHz - 180 pF, 120 pF e 2,2 kOhm; per 10 ... 18 MHz - 150 pF, 68 pF e 1,2 kOhm; per 18...21 MHz - 68 pF, 33 pF e 680 Ohm.

Come si dice in questi casi, con parti riparabili e installazione priva di errori, il generatore non necessita di messa a punto (con la possibile eccezione di qualche correzione della frequenza operativa regolando il condensatore C2). Se, quando sono soddisfatte le due condizioni sopra menzionate, il generatore continua a non funzionare, l'unica ragione potrebbe essere la bassa attività del risonatore al quarzo. In questo caso, dovrebbe essere sostituito con un altro, oppure provare a "giocare" con i valori dei condensatori C3 e C4. In particolare, può aiutare un cambiamento in una direzione o nell'altra del rapporto tra le loro capacità.

Sulla fig. La figura 2 mostra un diagramma di un oscillatore in cui un risuonatore al quarzo è eccitato alle armoniche dispari della sua frequenza operativa fondamentale [2]. Come nella versione precedente, l'impedenza di ingresso dello stadio successivo deve essere di almeno 1 kOhm. La tensione di uscita è di circa 0,5 V. Per una banda di frequenza di 15 ... 25 MHz, le capacità dei condensatori C2, C3 e C4 dovrebbero essere rispettivamente di 100, 100 e 68 pF; per 25...55 MHz - 100, 68 e 47 pF; per 50...65 MHz - 68, 33 e 15 pF.

Fig. 2

La bobina L1 è avvolta con un filo con un diametro di 0,3 mm su un telaio con un diametro di 5 mm. Ha un rifinitore in ferro carbonilico (diametro - 4 mm). Per le tre bande di frequenza operative di cui sopra, il numero di giri dovrebbe essere rispettivamente 15, 10 e 7.

Il generatore viene regolato accordando la bobina 1.1 ma generazione stabile alla terza armonica della frequenza fondamentale del risonatore al quarzo. Se ciò non accade in nessuna posizione del trimmer, è necessario selezionare il numero di giri della bobina o provare a eseguire questa operazione installando il condensatore C2 con una potenza superiore o inferiore. Se questa operazione non aiuta, molto probabilmente la causa è la bassa attività del risonatore al quarzo (vedi sopra). Va notato che non tutti i risonatori che generano stabilmente alla frequenza fondamentale funzionano stabilmente anche alle armoniche.

Un tale generatore può fornire una tensione di circa 2 V a un carico ad alta resistenza (ad esempio, uno stadio di miscelazione su un transistor a gate isolato) a una frequenza più elevata se viene introdotto un filtro passa-banda nel circuito del collettore del transistor VT1, sintonizzato, ad esempio, sulla seconda armonica della frequenza operativa del generatore (cioè sarà un generatore - un duplicatore di frequenza su un transistor). Gli induttori L2 e L3 di tale filtro sono avvolti con un filo del diametro di 0,6 mm su un telaio del diametro di 5 mm con due trimmer in ferro carbonilico (diametro 4 mm). Distanza tra le bobine - 5 mm. Per una banda di frequenza di 60 ... 90 MHz, il numero di giri dovrebbe essere 9 e per 90 ... 130 MHz - 6. I valori dei condensatori C6, C7 del filtro sono 33 e 22 pF, rispettivamente.

Il generatore, il cui circuito è mostrato in Fig. 3 [3], è un po' più complicato: contiene un circuito oscillatorio. Ciò fornirà due vantaggi contemporaneamente. In primo luogo, ha una maggiore purezza spettrale del segnale di uscita. In secondo luogo, fornisce un livello di uscita più ampio (circa 1 V su un carico di 100 ohm).

Ris.3

Per una banda di frequenza di 1 ... 3 MHz, le capacità dei condensatori C2, C5 e C6, rispettivamente, sono 470, 270 e 2000 pF; per Z ... 10 MHz - 330. 150 e 1500 pF; per 10 ... 30 MHz - 180 e 47 pF. La bobina L330 dovrebbe avere una tale induttanza nella posizione centrale del trimmer. per garantire la risonanza con il condensatore C1 alla frequenza operativa. Questo generatore è regolato per una generazione stabile alla frequenza fondamentale del risonatore al quarzo o alla sua terza armonica.

Letteratura

1. Detlef Lechner, Peter Fink. mittente Kurzwellen. - Militarverlag der DDR, 1979.
2. GR Jessop. Manuale VHF/UHF. - RSGB, 1983.
3. J-Pavlovec, J. Samur. Krystalove jednotky un oscillatore. - Amaterske Radio (B), 1987. N. 2, p. 42-61.
4. Rivista KV №1, 1992

Pubblicazione: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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