Кварцевые автогенераторы. 
Электротехника и электроника

Выше указывалось на то, что для повышения стабильности частоты генерируемых колебаний необходимо увеличивать добротность контуров и повышать эталонные свойства (постоянство параметров L и С). Этим требованиям в большей степени, чем АС-контуры, удовлетворяют кварцевые резонаторы, добротность которых составляет десятки тысяч, а размеры кварцевой пластины (по сути дела I и С) остаются практическими постоянными при изменении температуры,.

давления и других дестабилизирующих факторов. Использование кварца в качестве колебательной системы в автогенераторе базируется на пьезоэлектрическом эффекте. Суть эффекта состоит в том, что под дейс твием высокочастотного напряжения, приложенного к металлическим обкладкам резонатора, возникают упругие механические слабозатухающис колебания. На рис. 11 приведены графическое обозначение кварцевого резонатора, его электрическая схема замещения в виде колебательного контура и зависимость сопротивления от частоты. Как видно.

Рис. 11. Кварцевый резонатор (а), его схема замещения (б) и частотная характеристика («).

из рис. 11 , в, кварцевый резонатор имеет две резонансные частоты. Первая из них С0| соответствует последовательному резонансу, вторая со₂ — параллельному резонансу, обусловленному наличием емкости С_в выводов кварце держателя. Эти частоты близки друг к другу.

При построении схем автогенераторов кварц используется как:

=> индуктивность L трехточечной схемы на генерируемых частотах, удовлетворяющих неравенству coi < со < ок В качестве емкости кварц использовать нецелесообразно, так как при выходе из строя кварца автогенератор может продолжать работать, генерируя совсем другую частоту;

=> последовательный контур на частоте 0)| в цепи обратной связи.

При построении автогенераторов по трехточечной, так называемой осщег шторной, схеме кварц может быть включен между коллектором и базой (емкостная трехточечная схема), между базой и эмиттером, коллектором и эмиттером (автотрансформаторная трехточечная схема). На практике чаще всего используется емкостная трехточечная схема (рис. 12, а). Она отличается конструктивной простотой (не требует дополнительных индуктивностей), легкостью настройки и наиболее высокой стабильностью частоты (кварц не шунтируется, как в других схемах, сопротивлением).

Использование кварца в качестве последовательного контура основано на том, что модуль его сопротивления при отклонении от резонансной частоты о)| резко возрастает. Поэтому при включении кварца в цепь обратной связи положительная связь существует только на частотах, близких к (0|. Схема автогенератора с использованием кварца в качестве последовательного контура приведена на рис. 12,6. Автогенератор построен на основе неинвертирующего усилительного каскада с ОБ. Поэтому кварц включен непосредственно между выходом и входом усилителя.

В схеме нейтрализовано вредное действие емкости С_в выводов кварцедержателя, из-за которой возможно генерирование паразитных колебаний на очень высоких частотах со, так как lim 1/(соС_в) —> 0. При выборе емкости нейтрализации С" = С_в через С_н и С_н кварцевого резонатора протекают токи, создаваемые противофазными напряжениями полуобмоток контурной катушки индуктивности L_K. Эти токи вычитаются в узле 1 и не попадают во входную цепь транзистора.

Рис. 12. Схемы кварцевых автогенераторов: с включением кварца между коллектором и базой (а) и в цепь положительной обратной связи (б).