Небо как небо, люди как люди...
08.06.2019/11:34
Игмуса забыл.
28.05.2019/11:50
Альму тремя наемниками брал, так еще подкрепление ...

ThumbnailКварцевые генераторы

Теги:

Общая информация о кварцевых генераторах

по материалам производителя компании Метеор-курс

Кварцевый генератор — это генератор колебаний, синтезируемых кварцевым резонатором, входящим в состав генератора. Это самые распространенные источники тактовых импульсов, которые применяются повсеместно практически в любой схеме разнообразных приборов: в системах передачи информации, в вычислительной технике, телеметрии, бытовых радиоприборах, радиолокации, радионавигации, радиосвязи и средствах радиотехнических измерений. Наряду с традиционным применением, кварцевые генераторы также используют для измерения давления, деформации, температуры, ускорения, влажности и других физических параметров.

Такой выбор объясняется высокой стабильностью характеристик и простотой этих универсальных приборов в различных условиях работы, а также низкой ценой. Частота колебаний кварцевого генератора может находиться в диапазоне от нескольких килогерц до сотен мегагерц. Частота зависит от размеров резонатора, его упругости и пьезоэлектрической постоянной, а также от формы кристалла. Схема кварцевого генератора должна отличаться простотой настройки и регулировок.

Следует учитывать, что требования к кварцевому генератору зависят от их конкретного назначения.

Основные из них сводятся к обеспечению:

  • надежной работы на нужной гармонике с учетом разброса параметров кварцевого резонатора;
  • активного элемента и других деталей при воздействии различных факторов и старения;
  • требуемой частоты, а также ее стабильности;
  • нужной мощности;
  • возможности корректировки показателей мощности и частоты.

Классификация кварцовых генераторов

Кварцевые генераторы классифицируются по различным признакам.

По способам повышения стабильности частоты:

  • без дополнительных элементов, предназначенных для улучшения параметров кварцевого генератора;
  • термокомпенсированный кварцевый генератор;
  • термостатированный кварцевый генератор.

По функциональным особенностям:

  • с частотной модуляцией;
  • управляемые с помощью напряжения;
  • управляемые с помощью изменения ёмкости или индуктивности;
  • прецизионные (высокостабильные);
  • многочастотные;
  • измерительные.

По диапазону частот:

  • низкочастотные (от 1 до 1000 кГц);
  • среднечастотные (от 1 до 30 МГЦ);
  • высокочастотные (от 30 МГЦ и выше).

По элементной базе:

  • на дискретных элементах;
  • гибридные с резонатором;
  • гибридные с пьезометрическим элементом;
  • интегральные на пьезоэлементе;
  • интегральные с пьезоэлементом.

Элементы кварцевых генераторов

Резисторы — приборы с постоянным сопротивлением, которые применяются для создания режима полупроводниковых элементов. Требования к этим элементам определяются назначением цепи и степенью влияния на основные выходные характеристики кварцевого генератора. Резисторы, к тому же, наряду с высокой стабильностью сопротивления, должны обладать и небольшим температурным коэффициентом. Резисторы с переменным сопротивлением используются в цепях коррекции изменения частоты кварцевого генератора.

Позисторы — приборы, у которых сопротивление увеличивается с повышением температуры. Они изготавливаются из материала на основе титано-бариевой керамики, который обладает уникальной температурной зависимостью сопротивления: в узком диапазоне температуры сопротивление позистора может увеличиваться на несколько порядков.

Конденсаторы постоянной емкости применяются в кварцевых генераторах в целях обеспечения обратной связи, управления частотой и фильтрации.

Катушки индуктивности служат для обеспечения точной настройки частоты на номинальное значение. Они обеспечивают необходимые параметры настройки при малых габаритах, малом температурной коэффициенте индуктивности и высокой стабильности.

Полупроводниковые диоды используются для детектирования в схемах высокой частоты, переключения цепей высокой частоты, а также в цепях формирования высокого напряжения. Диоды должны обладать резкой зависимостью сопротивления при переходе напряжения через ноль, потому что их сопротивление постоянному току влияет на частоту кварцевого генератора через элемент управления цепи термокомпенсации.

Биополярные транзисторы используются в качестве активного элемента. Они позволяют обеспечить высокую стабильность частоты как в широко применяемых кварцевых генераторах, так и в прецизионных.

Полевые транзисторы обладают большими входящим и выходящим сопротивлениями, небольшим уровнем шумов, что зачастую позволяет улучшить характеристики генератора. Однако следует помнить, что полевые транзисторы сильно влияют на стабильность частоты кварцевого генератора.

Кроме транзисторов в кварцевых генераторах применяют микросхемы, которые представляют собой высокочастотные универсальные усилители.

Простые кварцевые генераторы

Простые кварцевые генераторы — это генераторы, стабилизированные кристаллом кварца, имеющие температурно-частотную характеристику, определяемую применяемым в генераторе кварцевым резонатором. Различают следующие показатели простых кварцевых генераторов:

  • входное напряжение;
  • уровень выходного сигнала;
  • количество выходных сигналов: одночастотные, двухчастотные;
  • наличие управления выходом.

К простым кварцевым генераторам относятся и кварцевые генераторы, управляемые напряжением. Кварцевые генераторы с использованием устройств на поверхностных акустических волнах обладают возможностью совмещения с различными элементами схем, технологичностью исполнения, управлением характеристиками и перестройкой частоты в больших пределах. Основной сферой их применения служат приборы, которым необходимы широкие пределы перестройки по частоте при высокой центральной частоте, а к стабильности частоты такие жесткие требования не нужны.

Термокомпенсированные кварцевые генераторы

Повысить температурную стабильность частоты кварцевых генераторов можно при помощи термокомпенсации: в схему кварцевого генератора включают прибор, который обеспечивает изменение частоты при изменении температуры, противоположное изменению частоты, происходящему в остальной части схемы. В ТККГ — термокомпенсированных кварцевых генераторах — в основном компенсация осуществляется при помощи термозависимого реактивного сопротивления. При способе линейной термокомпенсации в качестве такого сопротивления служит конденсатор с большим температурным коэффициентом. В основном же применяется сложная цепь, преобразующая изменение температуры внешней среды, воздействующей на термочувствительные элементы, в изменение реактивного сопротивления генератора (например, генераторы с использованием XR-цепочек, схемы с компенсацией при помощи термозависимого потенциометра).

Показателями термокомперсированных кварцевых генераторов являются:

  • высокие эксплуатационные характеристики;
  • высокая стабильность частоты;
  • малые габариты;
  • экономичность;
  • надежность;
  • малое время, требуемое для готовности к работе.

Термостатированные кварцевые генераторы

Термостатированные кварцевые генераторы — это генераторы, частота которых стабилизирована постоянством температуры кварцевого резонатора. Такие кварцевые генераторы считаются наиболее точными, и поэтому они применяются в основном в системах точного измерения, стандартах частоты и других высокоточных приборах. Высокая точность генераторов достигается путем помещения кварцевого резонатора в замкнутый объем с постоянной температурой — термостат.

Термостатирующие устройства служат для повышения стабильности частоты генераторов, работающих в широком диапазоне температур окружающей среды. Они обеспечивают автоматическое поддержание температуры генератора с допустимой погрешностью при изменении температуры внешней среды или условий эксплуатации. Термостатирующие устройства подразделяют на:

  • нереверсивные — устройства, построенные на основе регулирования притока исключительно тепла или холода;
  • реверсивные — устройства с притоком и тепла и холода.

Для нереверсивных температура термостатируемого объекта должна быть выше или же ниже окружающей среды. Для реверсивных устройств температура находится внутри этого диапазона. Наибольшее применение получили кварцевые генераторы с нереверсивными термостатируемыми устройствами с притоком только тепла. Однако, в любом случае, всё определяется назначением и областью применения кварцевого генератора.

Прецизионные кварцевые генераторы

Прецизионные термостатированные кварцевые генераторы выделяют в отдельный класс — они выполняются на отдельные частоты, на которых добропорядочность резонаторов, входящих в схему, достигает максимальных значений. Использование же в них резонаторов с колебаниями высших порядков обеспечивает очень высокую стабильность частоты при воздействии дестабилизирующих факторов и при старении.

Прецизионные термокомпенсированные кварцевые генераторы незаменимы там, где необходимы малая потребляемая мощность и малое время готовности аппаратуры к работе. Применяемые в них резонаторы обычно работают на колебаниях третьего порядка на частоте 5 или 10 МГц.

17 октября 2011 13:52

Понравилась статья? Да 52 / Нет 10

Комментарии, отзывы, мнения



Выбрать файл

: ID: 699 26/04/2013 01:23

Хрень.ру - не Ваш адрес?

ответы: >>700

Понравилось? Да 2 / Нет 0

: ID: 617 04/02/2013 09:03

Статья ни о чем.Зачем засорять интернет???

ответы: >>618

Понравилось? Да 1 / Нет 0

: ID: 700 26/04/2013 01:25

>>699

Наш.

Понравилось? Да 0 / Нет 0

: ID: 618 04/02/2013 13:17

>>617

Перейдите на сайт поставщика генераторов http://www.meteor-kurs.ru/generators.html, возможно, там вы найдёте то, что вам нужно.

Понравилось? Да 0 / Нет 0