Схемы кварцевых генераторов

Кварцевый резонатор представляет собой пьезоматериал, выполненный в виде геометрической фигуры (диск, кольцо, пластина и т.п.).

Пластина определенной формы называется пьезорезонатором.

Любой пьезорезонатор можно представить в виде эквивалентной схемы (рисунок 18.5).

На рисунке 18.5: Lкв,Скв,rкв- характеристики непосредственно самого резонатора. Св- паразитная емкость выводов (статическая емкость).

В такой схеме возможны два резонанса:

1). в последовательном контуре, образуемом Lкв,Скв,rкв– частота f₁;

2). в параллельном контуре, образуемом Lкв,Скв,rкв,Св– частота f₂.

Резонатор на частотах между f₁и f₂имеет реактивное сопротивление индуктивного характера, а в остальном диапазоне – емкостный характер.

Итак, у пьезорезонатора есть два собственных резонанса. Оба они используются для построения генераторов. При последовательном резонансе сопротивление кварцевого резонатора минимально и носит чисто активный характер. Эту особенность используют, включив резонатор последовательно в цепь положительной обратной связи (ПОС) автогенератора между выходом операционного усилителя (ОУ) и его неинвертирующим входом (рисунок 18.6).

На частоте последовательного резонанса коэффициент ОС максимален, что позволяет выполнить условие баланса. Баланс фаз выполняется автоматически, так как сигнал поступает на неинвентирующий вход ОУ через чисто активную цепь. R1, R2, C в цепи ООС определяют коэффициенты усиления ОУ и обеспечивают выполнение

.

Кроме того, ООС уменьшает искажения и стабилизирует режим.

На очень высоких частотах (>10МГц) обычно используют емкостные трехточечные схемы (рисунок 18.7).

В состав колебательного контура входят: кварцевый резонатор КВ и конденсаторы С1, С3. С конденсатора С1 снимается напряжение ПОС; R1, R2, R3, C2 обеспечивают задание рабочей точки и стабилизацию режима. R4 – сопротивление нагрузки.

В последнее время используются генераторы с применением микротехнологии – кварцевый резонатор в виде кварцевой подложки микросхемы.

Необходимо исключить катушку индуктивности, поэтому используется схема, представленная на рисунке 18.8.

Напряжение ОС создается на многоэлементном кварцевом резонаторе. Схема генератора работает на частоте параллельного резонанса с кварцевым резонатором.

Дата добавления: 2014-12-25