Geradores de quartzo. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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O oscilador, cuja frequência é estabilizada por um ressonador de quartzo, é uma unidade obrigatória para a maioria dos receptores e transceptores modernos, bem como para instrumentos de medição. Esta revisão apresenta opções para a possível execução de tais geradores para frequências de unidades a dezenas de megahertz.

Antes de passar para os circuitos práticos, notamos que para o quartzo difundido, a frequência de operação principal geralmente não excede 10 ... 15 MHz. Isso se deve às dificuldades de fabricação (em produção em série) de placas de quartzo muito finas com alto grau de paralelismo dos lados de trabalho. Este último, em particular, afeta fortemente a monofrequência do ressonador (ausência de ressonâncias espúrias, especialmente perto da frequência principal de operação).

Com relação aos geradores, a presença de tais ressonâncias pode levar à excitação do ressonador em uma frequência diferente da indicada em sua caixa, ou a um salto na frequência do gerador quando as condições externas mudam (temperatura, resistência de carga, etc.) . Se a frequência indicada no corpo do ressonador de quartzo for superior a 15 MHz, então com alto grau de probabilidade esse ressonador é harmônico e sua frequência fundamental é três ou até cinco vezes menor que a "nominal".

No gerador, cujo circuito é mostrado na Fig. 1, o ressonador de quartzo é excitado na frequência fundamental [1]. Para sua operação estável, a resistência de carga (resistência de entrada do próximo estágio) deve ser de pelo menos 1 kOhm. Neste caso, a tensão de alta frequência na saída do gerador será de pelo menos 0,5 V (doravante - o valor efetivo).

Figura.1

Os valores dos capacitores C3, C4 e resistor R4 dependem da frequência de operação do ressonador de quartzo. Para uma faixa de frequência de 1 ... 3 MHz, eles devem ser 270 pF, 180 pF e 3,3 kOhm, respectivamente; para 3 ... 6 MHz - 180 pF, 120 pF e 3,3 kOhm; para 6 ... 10 MHz - 180 pF, 120 pF e 2,2 kOhm; para 10 ... 18 MHz - 150 pF, 68 pF e 1,2 kOhm; para 18...21 MHz - 68 pF, 33 pF e 680 Ohm.

Como dizem nesses casos, com peças reparáveis ​​​​e instalação sem erros, o gerador não requer ajuste (com exceção possível de alguma correção da frequência operacional ajustando o capacitor C2). Se, quando as duas condições mencionadas acima forem atendidas, o gerador ainda não funcionar, a única razão para isso pode ser a baixa atividade do ressonador de quartzo. Nesse caso, deve ser substituído por outro ou tentar "brincar" com os valores dos capacitores C3 e C4. Em particular, uma mudança em uma direção ou outra na proporção de suas capacidades pode ajudar.

Na fig. A Figura 2 mostra um diagrama de um oscilador no qual um ressonador de quartzo é excitado nos harmônicos ímpares de sua frequência operacional fundamental [2]. Como na versão anterior, a impedância de entrada do próximo estágio deve ser de no mínimo 1 kOhm. A tensão de saída é de aproximadamente 0,5 V. Para uma faixa de frequência de 15 ... 25 MHz, as capacitâncias dos capacitores C2, C3 e C4 devem ser 100, 100 e 68 pF, respectivamente; para 25...55 MHz - 100, 68 e 47 pF; para 50...65 MHz - 68, 33 e 15 pF.

Fig. 2

A bobina L1 é enrolada com um fio com diâmetro de 0,3 mm em uma estrutura com diâmetro de 5 mm. Possui um aparador de ferro carbonílico (diâmetro - 4 mm). Para as três bandas de frequência de operação acima, o número de voltas deve ser 15, 10 e 7, respectivamente.

O gerador é ajustado sintonizando a bobina 1.1, mas a geração estável no terceiro harmônico da frequência fundamental do ressonador de quartzo. Se isso não acontecer em nenhuma posição do trimmer, você deve selecionar o número de voltas da bobina ou tentar realizar esta operação instalando o capacitor C2 com uma classificação superior ou inferior. Se esta operação não ajudar, provavelmente a causa é a baixa atividade do ressonador de quartzo (veja acima). Deve-se notar que nem todos os ressonadores que geram de forma estável na frequência fundamental também funcionam de forma estável em harmônicos.

Esse gerador pode fornecer uma tensão de cerca de 2 V em uma carga de alta resistência (por exemplo, um estágio de mistura em um transistor de porta isolado) em uma frequência mais alta se um filtro passa-faixa for introduzido no circuito coletor do transistor VT1, sintonizado, por exemplo, no segundo harmônico da frequência operacional do gerador (ou seja, será um gerador - um dobrador de frequência em um transistor). Os indutores L2 e L3 desse filtro são enrolados com um fio de 0,6 mm de diâmetro em uma moldura de 5 mm de diâmetro com dois aparadores de ferro carbonílico (diâmetro de 4 mm). Distância entre bobinas - 5 mm. Para uma faixa de frequência de 60 ... 90 MHz, o número de voltas deve ser 9 e para 90 ... 130 MHz - 6. Os valores dos capacitores C6, C7 do filtro são 33 e 22 pF, respectivamente.

O gerador, cujo circuito é mostrado na Fig. 3 [3], é um pouco mais complicado - contém um circuito oscilatório. Isso fornecerá dois benefícios ao mesmo tempo. Primeiro, tem uma pureza espectral mais alta do sinal de saída. Em segundo lugar, fornece um nível de saída mais amplo (cerca de 1V em uma carga de 100 ohms).

Figura.3

Para uma banda de frequência de 1 ... 3 MHz, as capacitâncias dos capacitores C2, C5 e C6, respectivamente, são 470, 270 e 2000 pF; para Z ... 10 MHz - 330. 150 e 1500 pF; para 10 ... 30 MHz - 180. 47 e 330 pF. A bobina L1 deve ter essa indutância na posição intermediária do trimmer. para garantir a ressonância com o capacitor C5 na frequência de operação. Este gerador é ajustado para geração estável na frequência fundamental do ressonador de quartzo ou em seu terceiro harmônico.

Literatura

1. Detlef Lechner, Peter Fink. remetente Kurzwellen. - Militarverlag der DDR, 1979.
2. G.R. Jessop. Manual de VHF/UHF. - RSGB, 1983.
3. J-Pavlovec, J. Samur. Krystalove jednotky um oscilatório. - Amaterske Radio (B), 1987. No. 2, p. 42-61.
4. Revista KV nº 1, 1992

Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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