Кварцовий генератор

1 Кварцовий генератор, який містить активну частину генератора, підсилювач та амплітудний детектор, вхід якого з'єднаний з виходом підсилювача, при цьому амплітудний детектор містить перший та другий резистори, перший та другий конденсатори і перший та другий діоди, а активна частина генератора містить транзистор, емітер якого є виходом активної частини генератора та через перший резистор підключений до перших клем першого та другого конденсаторів та першої клеми дроселя, друга клема якого підключена до шини живлення "Земля", при цьому база транзистора з'єднана з другою клемою першого конденсатора, а також з першою клемою кварцового резонатора, друга клема якого через конденсатор підключена до шини живлення "Земля" та другої клеми другого конденсатора, який відрізняється тим, що в нього додатково введена схема форсажу, при цьому вихід останньої підключений до входу керування амплітудного детектора, вихід якого підключений до клеми живлення активної частини генератора, а клеми живлення підсилювача, амплітудного детектора та схеми форсажу підключені до клеми живлення пристрою, при цьому вихід підсилювача є виходом пристрою 2 Кварцовий генератор за п 1, який відрізняється тим, що схема форсажу містить перший третій транзистори, перший восьмий резистори та конденсатор, при цьому емітери першого та третього транзисторів та перші клеми третього та п'ятого резисторів з'єднані та підключені до входу живлення, колектор першого транзистора через восьмий резистор підключений до виходу схеми форсажу, а база першого транзистора через перший резистор підключена до колектора другого транзи стора, другої клеми третього резистора та першої клеми четвертого резистора, друга клема якого з'єднана з другою клемою п'ятого резистора та базою третього транзистора, емітер останнього через сьомий резистор з'єднаний з клемою живлення "Земля", а через послідовно з'єднані шостий резистор та конденсатор - з базою другого транзистора та першою клемою другого резистора, друга клема якого з'єднана з емітером другого транзистора та підключена до клеми живлення "Земля" 3 Кварцовий генератор за п 1, який відрізняється тим, що в амплітудний детектор додатково введені третій та четвертий резистори, третій конденсатор і перший та другий транзистори, при цьому емітер другого транзистора підключений до виходу амплітудного детектора, колектор другого транзистора з'єднаний з першими клемами другого та третього резисторів та клемою живлення амплитудного детектора, вхід амплитудного детектора через перший конденсатор підключений до катода першого діода та анода другого діода, катод якого з'єднаний з першою клемою другого конденсатора та через перший резистор - з другою клемою другого резистора та базою першого транзистора, колектор якого через четвертий резистор підключений до другої клеми третього резистора, входу керування амплітудного детектора, бази другого транзистора та першої клеми третього конденсатора, друга клема якого, а також емітер першого транзистора, друга клема другого конденсатора та анод першого діода підключені до клеми живлення "Земля" Винахід відноситься до електронної техніки и може використовуватися у високостабільних гене раторах, які входять до ЛІЧИЛЬНИКІВ часу електронної' апаратури систем керування 4 Кварцовий генератор за п 1, який відрізняється тим, що в активну частину генератора введені другий та третій резистори, при цьому перша клема другого резистора підключена до клеми живлення активної частини генератора та колектора транзистора, друга клема цього резистора підключена до першої клеми третього резистора, друга клема якого підключена до входу живлення "Земля" (О (О Відомий генератор, який містить у своєму складі послідовно з'єднані активну частину генератора, підсилювач, амплітудний детектор та фільтр низьких частот, вихід якого підключений до входу керування активної частини генератора (И Хабловски, В Скулимовски Электроника в вопросах и ответах М Радио и связь, 1984, стр 228) Недоліком цього генератора є те, що якщо активною частиною генератора є кварцовий генератор з високостабільним кварцем, то під час впливу на нього імпульсного у-струму значної енергії він виходить з режиму коливань і після відновлення властивостей елементів повинен знову входити у робочий режим, що займе час близько десятих часток секунди чи більше При цьому ніяких схемних рішень для прискорення цього процесу в генераторі не існує Більш близьким до винаходу є кварцовий генератор, який містить у своєму складі активну частину генератора, яка містить в собі транзистор, емітер якого є першим виходом активної частини генератора та через резистор підключений до перших клем першого та другого конденсаторів та другого входу активної частини генератора, який через дросель з'єднаний з шиною живлення "земля", при цьому база транзистора з'єднана з другою клемою першого конденсатора та першим входом активної частини генератора, а також з першою клемою кварцового резонатора, друга клема якого через конденсатор підключена до шини живлення "земля" та другої клеми другого конденсатора, а колектор транзистора є другим виходом активної" частини генератора, при цьому кварцовий генератор також містить конденсатор, перша клема якого підключена до першого виходу активної частини генератора та підключена через резистор до схеми зміщення, а через діод - до другого входу активної частини генератора, перший вхід якого підключено до виходу резисторного розділювача, перша клема якого з'єднана з першою клемою електрично керованого резистора а друга - з клемою живлення "земля", при цьому вихід активної частини генератора через послідовно з з'єднані перший та другий ВИХІДНІ контури підключено до клеми живлення генератора та другої клеми електрично керованого резистора, перший контур через електромагнітне поле з'єднаний з дроселем, обидві клеми якого підключені до входу підсилювача, вихід останнього через амплітудний детектор підключений до входу керування електрично керованого резистора, а точка з'єднання першого та другого вихідних контурів підключена до виходу пристрою (Авторське свідоцтво СРСР № 1469535, Бюл Винаходів 12, 1989) У цьому генераторі виконується автоматичне керування рівня коливань кварцового резонатора, що дозволяє знизити потужність на кристалі кварцу до рівня мінімально можливої та, як слід, збільшити довгострокову стабільність частоти Недоліком цього генератора є також те, що під час впливу на нього імпульсного у-струму він виходить з режиму коливань і після відновлення властивостей елементів повинен знову входити у робочий режим, що займає час близько десятих часток секунди чи більше, якщо в генераторі за 47646 стосовується прецизійний кварц При цьому ніяких схемних рішень для прискорення цього процесу в генераторі не існує Слід підкреслити, що амплітудний детектор з електрично керованим резистором не можуть забезпечити різке підвищення потужності на кварцовому резонаторі активної частки генератора, оскільки, по-перше, вони є інерційною системою, по-друге, вони починають реагувати не одразу після впливу, а коли вже коливання затухають і, потрете, такі системи розраховуються з певним диапазоном реагування та керування, що не дає можливості підвищити потужність на кварцовому резонаторі, наприклад, в десятки разів 8 Відомо, ЩО навіть вплив у-струму рівня 10 Р/с різко погіршує роботу кварцевого генератора (ТИИЭР № 2, 1966, стор 14) Відомо також, що під час С| ВПЛИВУ у-струму У напівпровідникові елементи (транзистори, діоди и так далі) стають як "коротке замикання" (див Л О Мырова, А 3 Чепиженко" Обеспечение радиационной стойкости аппаратуры связи" М , Радио и связь, 1983, див стор 45 і далі), а кварцові резонатори різко збільшують значення резистора у еквівалентній схемі резонатора (див означену книгу, стор 185), яка містить у собі резистор, конденсатори та дросель і описує поведінку резонатора як електромеханічної системи, що призводить до того, що після відновлення властивостей напівпровідникових елементів активної частини кварцового генератора його коливання можуть затухнути, оскільки елементи генератора розраховані на низьке значення резистора еквівалентної схеми кварцового резонатора, а після впливу у-струму воно різко зростає та його зріст необхідно компенсувати різким збільшенням потужності на кварцовому резонаторі, при цьому, якщо елементи схеми кварцового генератора розрахувати на високе значення резистора у еквівалентній схемі резонатора, то це викликає різке старіння кварцу та, як слід, значно зменшує довгострокову стабільність його коливань Таким чином, високостабільний кварцовий генератор повинен робити при якомога низькій потужності на кварцовому резонаторі, але якщо не вживати ніяких дій після впливу на такий кварцовий генератор у-струму, такий генератор втрачає коливання та після відновлення властивостей елементів довго виходить на режим коливань Таким чином, як прототип, так і ІНШІ кварцові генератори не забезпечують швидкого виходу на режим коливань після впливу на них у-струму, що є їх недоліком, якщо такі генератори входять у склад ЛІЧИЛЬНИКІВ часу систем керування Таким чином, якщо активна частина кварцового генератора є високостабільною, що, як слід, призведе до схемних рішень по зменшенню потужності на кварцовому кристалі до мінімально можливої з метою зменшення старіння кварцу та підвищення довгострокової стабільності частоти, і якщо у такому генераторі немає схемних заходів підвищення потужності на кварці під час впливу уструму, такий генератор має великий час відновлення своєї роботи після відновлення властивостей елементів Метою винаходу є забезпечення швидкого відновлення роботи кварцового генератора після впливу на нього у-струму 47646 Поставлена мета вирішується тим, що у відовання амплітудного детектора, бази другого транмий кварцовий генератор, який містить у собі акзистора та першої клеми третього конденсатора, тивну частину генератора, підсилювач та амплітудруга клема якого, а також емітер першого транзидний детектор, вхід якого з'єднаний з виходом стора, друга клема другого конденсатора та анод підсилювача, введена додатково схема форсажу, першого діода підключені до клеми живлення "Зепри цьому вихід останньої підключено до входу мля" керування амплітудного детектора, вихід якого На малюнку 1 відображена схема генератора, підключено до клеми живлення активної частини на малюнку 2 - напруга живлення активної частигенератора, а клеми живлення підсилювача, ампни кварцового генератора літудного детектора та схеми форсажу підключені Робота пристрою здійснюється таким чином до клеми живлення пристрою, при цьому вихід Активна частина генератора 1, схема якої є цілком підсилювача підключено до виходу пристрою, а типовою, генерує імпульсні коливання, які підсисхема Форсажу вміщує в собі перший, другий та люються підсилювачем 2 та поступають до амплітретій транзистори, перший восьмий резистори тудного детектору 3 коливань, з виходу якого зата конденсатор, при цьому емітери першого та безпечується напруга живлення для активної третього транзисторів та перші клеми третього та частини генератора 1 Амплітудний детектор З п'ятого резисторів з'єднані та підключені до входу коливань містить v своєму складі конденсатори 5 живлення, колектор першого транзистору через та 8, діоди 6 та 7, резистори 9, 10, 12 та 13, транвосьмий резистор підключений до виходу схеми зистори 11 та 15 та конденсатор 14 Схема ампліфорсажу, база першого транзистору через перший тудного детектора 3 зроблена таким чином, що резистор підключена до колектора другого транзивона Формує на конденсаторі 14 напругу живлення стора, другої клеми третього резистора и першої для активної частини генератора 1 на основі принклеми четвертого резистора, друга клема якого ципу зворотнього зв'язку якщо рівень коливань з'єднана з другою клемою п'ятого резистора та активної частини генератора 1 зростає, це призвобазою третього транзистора, емітер останнього дить до більш значного відпирання транзистору 11 через сьомий резистор з'єднаний з "земляною" та, як слід, зменшення напруги на конденсаторі 14, клемою живлення, а через послідовно з'єднані яка через емітерний повторювач на транзисторі 15 шостий резистор та конденсатор - з базою другого подається як напруга живлення активної частини транзистора та першою клемою другого резистогенератора 1 Для підвищення стабільності частора, друга клема якого з'єднана з емітером другого ти коливань схема розраховується таким чином, транзистора та підключена до "земляної" клеми що вказана напруга живлення вибирається якоможивлення, при цьому в активну частину генератога меншою, при якій потужність на кварцовому ра, яка містить в собі транзистор, емітер якого є резонаторі мала, що забезпечує низький ВІДХІД виходом активної частини генератора та через частоти під впливом часу за рахунок старіння Наперший резистор підключений до перших клем приклад, при напрузі живлення усього пристрою першого та другого конденсаторів та першої клеми 9В напруга живлення активної частини вибираєтьдроселя, друга клема якого підключена до шини ся 1.8-2В, що забезпечує паспортний режим робоживлення "Земля", при цьому база транзистора ти кварцового резонатора у генераторі та, як слід, з'єднана з другою клемою першого конденсатора, його високу стабільність У цей же час усі транзиса також з першою клемою кварцового резонатора, тори (19 та 25) схеми форсажу знаходяться у задруга клема якого через конденсатор підключена критому стані, що, як слід, призводить до того, що до шини живлення "земля" тадругої' клеми друготранзистор 16 цієї схеми теж закритий и не вплиго конденсатора, введені ДРУГИЙ та третій резистоває на роботу амплітудного детектора З ри, при цьому перша клема другого резистора підключена до клеми живлення активної частини Під час дії у-струму значення резистора у еквігенератора та колектору транзистора, друга клема валентній схемі кварцового резонатора зростає у цього резистора підключена до першої клеми требагато разів, що при тій же напрузі живлення актього резистора, друга клема якого підключена до тивної частини генератора призведе до втрати входу живлення "Земля", при цьому в амплітудний коливань, після чого кварцовому генератору буде детектор, який містить у своєму складі перший та необхідно увійти у режим коливань знову, що придругий резистори, перший та другий конденсатори зведе до того, що долі або одиниці секунд прита перший і другий діоди, додатково введені третій стрій не буде виконувати свою функцію Схема 4 конденсатор, третій та четвертий резистори і перфорсажу забезпечує проти цього такі дії під час ший та другий транзистори, при цьому емітер друвпливу у-струму транзистори 19 та 25 відкривагого транзистора підключений до виходу амплітудються на коротку мить (як усі напівпровідникові ного детектора, колектор другого транзистора пристрої) і це можуть бути долі мікросекунди, що з'єднаний з першими клемами другого та третього залежить від самих транзисторів, і це їх відкриття резисторів та клемою живлення амплітудного дезабезпечує ток вздовж транзистор 25, резистори тектора, вхід амплітудного детектора через пер21, 24, конденсатор 23 та вздовж базу-емітер траший конденсатор підключений до катоду першого нзистора 19, що забезпечує його відкриття вже не діода та аноду другого діода, катод якого з'єднатільки за рахунок пробою транзисторів після вплиний з першою клемою другого конденсатора та ву у-струму, а й за рахунок базового току вздовж через перший резистор - з другою клемою другого транзистор 19 і, як слід, це підтримує відкриття резистора та базою першого транзистора, колектранзистору 25, при цьому після закінчення впливу тор якого через четвертий резистор підключений у-струму ці транзистори будуть відкритими до тих до другої клеми третього резистора, входу керупір доки не пройде заряд конденсатора 23 та ток вздовж перехід база-емітер транзистора 19 не 47646 8 активній частині генератора 1 до робочого стану (див малюнок 2) Таким чином, властивості транзисторів стають на короткий час після впливу уструму як "коротке замикання" використані для забезпечення тригерного ефекту схеми форсажу, оскільки відпирання її транзисторів після у-впливу призводить в подальшому до керування часу цього відпирання та уздовж цього часу потужність на кварцовому резонаторі забезпечується значно більшою, що в свою чергу призводить до відновлення роботи активної частини генератора одразу після відновлення властивостей напівпровідникових елементів Таким чином, під час впливу у-струму, який є найбільш небезпечним для електронного пристрою, коливання кварцового генератора не затухнуть та він відновить свою роботу зараз же після відновлення характеристик напівпровідникових елементів (транзисторів, ДІОДІВ та ш), що є дуже важливим якщо цей генератор виконує функції забезпечення підрахунку часу Резистори 18 та 20 забезпечують необхідний Пристрій випробувався з кварцовим резонаторежим роботи транзистора 19 за постійним током, ром-термостатом РК178, при цьому було встановтак саме як резистори 22 та 26 для транзистора лено, що одразу ж після відновлення властивос25 Резистор, 17 формує необхідний ток керування тей елементів генератор продовжує роботу та не транзистора 16 під час його відкриття втрачає коливань, при цьому без застосування вузла форсажу та у-імпульсі більш ніж 10 Р/сек Малюнок 2 відображає цей процес, при цьому генератор може втратити коливання та відновлюяк тільки схема форсажу 4 закінчить свою роботу, вати свою роботу протягом великого часу вздовж амплітудний детектор 3 за рахунок того, що в ньодо десятих часток секунди чи більше го входять інерційні елементи (наприклад, конденсатор 14) плавно зменшить напругу живлення на зменшиться до того значення, коли транзистор 19 почне закриватися Під час усього цього процесу транзистор 16 схеми форсажу 4 залишається відкритим, що Фактично забезпечує блокування амплітудного детектора 3 та подання на активну частину генератора 1 усієї напруги живлення, що підвищує потужність на кварцовому резонаторі у десятки разів, не дає його коливанням затухнути та компенсує зростання у кілька разів резистора еквівалентної схеми кварцового резонатора і що, як слід, призводить до того, що як тільки напівпровідникові елементи пристрою відновлять свою роботу (це відбувається протягом мікросекунд), кварцовий генератор продовжить свої коливання і вони не затухнуть Резистор 27 схеми форсажу блокує ток вздовж транзистор 16 більш критичного значення, тому вибирається, значно меншим резистора 13, що призводить фактично до підвищення напруги на конденсаторі 14 протягом часток мікросекунди, та, як слід, напруги живлення активної частини генератора 1 ФІГ. 1 47646 10 Час дії схеми 4 форсажу •*•• форсажна натіругд живлення активної Номінальна напруга живлення активної частини 1 Дія ^-струму ФІГ. 2 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71