Oscilador de cristal sem circuito. Esquema, descrição

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Na prática de rádio amador, o problema de obter oscilações de frequência altamente estáveis é relevante. Normalmente, os osciladores de cristal são usados para esses propósitos. A indústria produz quartzo até frequências de pelo menos 100 MHz. Se um radioamador tiver quartzo para uma frequência, por exemplo, 27 MHz ou 45 MHz, isso não garante que tal frequência de geração seja obtida. Na maioria dos casos, o quartzo em frequências acima de 20 ... 25 MHz é harmônico (na maioria das vezes é o 3º harmônico). Isso significa que um quartzo com uma inscrição de 27 MHz na verdade gerará a uma frequência de 9 MHz, e um quartzo com uma inscrição de 45 MHz na verdade gerará uma frequência de 15 MHz.

Portanto, em muitos circuitos discutidos na literatura, é utilizado um circuito LC ressonante, sintonizado em uma frequência de 27 ou 45 MHz. Normalmente, esse circuito LC é incluído no transistor coletor (ou dreno para um efeito de campo).

Além da complexidade de sintonizar o próprio circuito LC, neste caso ele deve ser blindado, pois em tais frequências é uma fonte de interferência. Além disso, ao operar um circuito LC para uma carga de baixa resistência, também é necessário um bom estágio de buffer.

Como resultado, em [1] foi proposto dispensar o circuito LC ao trabalhar com quartzo harmônico. No entanto, verificando o desempenho do circuito [1] mostrou que nenhum dos quartzos testados (mais de uma dúzia de quartzos harmônicos diferentes foram testados) foi excitado no 3º harmônico. Além disso, mesmo aqueles quartzos (no 1º harmônico) que funcionam de forma confiável em outros circuitos não funcionam neste circuito. Nesse sentido, o autor não recomenda o uso do circuito [1] na prática de radioamadorismo.

Ao mesmo tempo, analisando em detalhes vários circuitos de estações de rádio portáteis de 27 MHz, você pode ver que ao usar o chip K174PS1 (K174PS4) e o quartzo de 27 MHz, você pode prescindir de um circuito LC. O autor usou efetivamente essa importante conclusão ao desenvolver seu circuito oscilador, que funciona com o mesmo princípio, mas em elementos discretos, pois é bastante inconveniente usar esses microcircuitos devido à impossibilidade de obter uma saída de 50 ohms sem o uso de buffer estágios.

No circuito proposto, a impedância de saída é de aproximadamente 50 ohms.

Oscilador de cristal sem loop

A operação do quartzo ZQ1 no circuito é possível tanto no principal quanto no 3º harmônico - dependendo da capacitância do capacitor entre os emissores dos transistores (C4).

Com uma capacitância da ordem de 100 pF (a capacitância deve ser selecionada), a maioria dos quartzos funciona no harmônico fundamental, ou seja, quartzo, no corpo do qual está escrito, por exemplo, 27 MHz, gera uma frequência de 9 MHz. No entanto, em uma capacitância de cerca de 10 pF, a geração é observada diretamente no 3º harmônico, ou seja, obtemos a frequência que está escrita na caixa deste quartzo.

No esquema proposto, com uma capacitância tão pequena de C4, mesmo quartzo não harmônico é gerado no 3º harmônico, ou seja, projetado para funcionar apenas no 1º harmônico. Isto é especialmente verdadeiro para quartzo com frequências abaixo de 20 ... 25 MHz. Assim, por exemplo, o quartzo com uma inscrição na caixa de 6 MHz em C4 "100 pF normalmente gerava essa frequência (6 MHz), mas quando C4 foi reduzido para 10 pF, ele também começou a gerar em uma frequência de 18 MHz! Descobriu-se que pelo menos um terço desses cristais de quartzo não harmônicos pode ser gerado a uma frequência 3 vezes maior do que a indicada em seu estojo.

Vale ressaltar também que mesmo esses quartzos (tanto no 1º quanto no 3º harmônico) são normalmente excitados no esquema proposto, o que normalmente não gera em outros esquemas (baixo ativo).

A configuração do circuito com elementos passíveis de manutenção consiste apenas em selecionar C4 para obter a frequência de geração necessária. Para fazer isso, através de um atenuador de 50 ohms, conectamos um medidor de frequência à saída do circuito e selecionamos a capacitância C4. Com uma carga de 50 ohms, o circuito em Up \u12d 200 V produz uma tensão de RF de cerca de 3 mV. Existem, infelizmente, quartzos que "não querem" trabalhar no XNUMXº harmônico (com a frequência que está escrita no case). Estes são principalmente quartzo em miniatura importado, onde, provavelmente, não o próprio quartzo é usado como material de trabalho, mas cerâmicas especiais.

Literatura

1. Polyakov V. Oscilador de quartzo estável. - Rádio, 1999, nº 6, S. 62.

Autor: V. Artemenko (UT5UDJ), Kiev; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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