Générateurs à quartz. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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L'oscillateur, dont la fréquence est stabilisée par un résonateur à quartz, est une unité obligatoire pour la plupart des récepteurs et émetteurs-récepteurs modernes, ainsi que pour les instruments de mesure. Cette revue présente des options pour l'exécution possible de tels générateurs pour des fréquences allant d'unités à des dizaines de mégahertz.

Avant de passer aux circuits pratiques, notons que pour le quartz répandu, la fréquence de fonctionnement principale ne dépasse généralement pas 10 ... 15 MHz. Cela est dû aux difficultés de fabrication (en production en série) de plaques de quartz très minces avec un degré élevé de parallélisme des côtés de travail. Ce dernier, en particulier, affecte fortement la monofréquence du résonateur (l'absence de résonances parasites, notamment à proximité de la fréquence principale de fonctionnement).

En ce qui concerne les générateurs, la présence de telles résonances peut conduire à l'excitation du résonateur à une fréquence autre que celle indiquée sur son boîtier, ou à un saut de la fréquence du générateur lorsque les conditions extérieures changent (température, résistance de charge, etc. .). Si la fréquence indiquée sur le corps du résonateur à quartz est supérieure à 15 MHz, alors avec une probabilité élevée, ce résonateur est harmonique et sa fréquence fondamentale est trois, voire cinq fois inférieure à la "nominale".

Dans le générateur, dont le circuit est représenté sur la figure 1, le résonateur à quartz est excité à la fréquence fondamentale [1]. Pour son fonctionnement stable, la résistance de charge (résistance d'entrée de l'étage suivant) doit être d'au moins 1 kOhm. Dans ce cas, la tension haute fréquence à la sortie du générateur sera d'au moins 0,5 V (ci-après - la valeur efficace).

Ris.1

Les valeurs des condensateurs C3, C4 et de la résistance R4 dépendent de la fréquence de fonctionnement du résonateur à quartz. Pour une bande de fréquence de 1 ... 3 MHz, ils doivent être respectivement de 270 pF, 180 pF et 3,3 kOhm ; pour 3 ... 6 MHz - 180 pF, 120 pF et 3,3 kOhm ; pour 6 ... 10 MHz - 180 pF, 120 pF et 2,2 kOhm ; pour 10 ... 18 MHz - 150 pF, 68 pF et 1,2 kOhm ; pour 18...21 MHz - 68 pF, 33 pF et 680 Ohm.

Comme on dit dans de tels cas, avec des pièces réparables et une installation sans erreur, le générateur ne nécessite pas de réglage (à l'exception peut-être d'une certaine correction de la fréquence de fonctionnement en ajustant le condensateur C2). Si, lorsque les deux conditions mentionnées ci-dessus sont remplies, le générateur ne fonctionne toujours pas, la seule raison en est peut-être la faible activité du résonateur à quartz. Dans ce cas, il faut soit le remplacer par un autre, soit essayer de "jouer" avec les valeurs des condensateurs C3 et C4. En particulier, un changement dans un sens ou dans l'autre du rapport de leurs capacités peut aider.

Sur la fig. La figure 2 montre un schéma d'un oscillateur dans lequel un résonateur à quartz est excité aux harmoniques impairs de sa fréquence de fonctionnement fondamentale [2]. Comme dans la version précédente, l'impédance d'entrée de l'étage suivant doit être d'au moins 1 kOhm. La tension de sortie est d'environ 0,5 V. Pour une bande de fréquence de 15 ... 25 MHz, les capacités des condensateurs C2, C3 et C4 doivent être respectivement de 100, 100 et 68 pF ; pour 25...55 MHz - 100, 68 et 47 pF ; pour 50...65 MHz - 68, 33 et 15 pF.

Fig. 2

La bobine L1 est enroulée avec un fil de diamètre 0,3 mm sur un cadre de diamètre 5 mm. Il a une tondeuse en fer carbonyle (diamètre - 4 mm). Pour les trois bandes de fréquences de fonctionnement ci-dessus, le nombre de tours doit être de 15, 10 et 7, respectivement.

Le générateur est réglé en accordant la bobine 1.1 mais en génération stable à la troisième harmonique de la fréquence fondamentale du résonateur à quartz. Si cela ne se produit à aucune position du potentiomètre, vous devez sélectionner le nombre de tours de la bobine ou essayer d'effectuer cette opération en installant le condensateur C2 avec une valeur nominale supérieure ou inférieure. Si cette opération ne vous aide pas, la raison en est probablement la faible activité du résonateur à quartz (voir ci-dessus). Il convient de noter que tous les résonateurs qui génèrent de manière stable à la fréquence fondamentale ne fonctionnent pas également de manière stable aux harmoniques.

Un tel générateur peut fournir une tension d'environ 2 V à une charge à haute résistance (par exemple, un étage de mélange sur un transistor à grille isolée) à une fréquence plus élevée si un filtre passe-bande est introduit dans le circuit collecteur du transistor VT1, accordé, par exemple, à la deuxième harmonique de la fréquence de fonctionnement du générateur (c'est-à-dire qu'il s'agira d'un générateur - un doubleur de fréquence sur un transistor). Les inducteurs L2 et L3 d'un tel filtre sont enroulés avec un fil de diamètre 0,6 mm sur un cadre de diamètre 5 mm avec deux trimmers en fer carbonylé (diamètre 4 mm). Distance entre les bobines - 5 mm. Pour une bande de fréquences de 60 ... 90 MHz, le nombre de tours doit être de 9 et pour 90 ... 130 MHz - 6. Les valeurs des condensateurs C6, C7 du filtre sont 33 et 22 pF, respectivement.

Le générateur, dont le circuit est illustré à la Fig. 3 [3], est un peu plus compliqué - il contient un circuit oscillant. Cela offrira deux avantages à la fois. Premièrement, il a une pureté spectrale plus élevée du signal de sortie. Deuxièmement, il fournit un niveau de sortie plus large (environ 1 V dans une charge de 100 ohms).

Ris.3

Pour une bande de fréquence de 1 ... 3 MHz, les capacités des condensateurs C2, C5 et C6 sont respectivement de 470, 270 et 2000 pF ; pour Z ... 10 MHz - 330. 150 et 1500 pF; pour 10 ... 30 MHz - 180. 47 et 330 pF. La bobine L1 devrait avoir une telle inductance en position médiane du potentiomètre. pour assurer la résonance avec le condensateur C5 à la fréquence de fonctionnement. Ce générateur est réglé pour une génération stable à la fréquence fondamentale du résonateur à quartz ou à sa troisième harmonique.

littérature

1. Detlef Lechner, Peter Fink. Expéditeur Kurzwellen. - Militarverlag der DDR, 1979.
2. G. R. Jessop. Manuel VHF/UHF. - RSGB, 1983.
3. J-Pavlovec, J. Samur. Krystalove jednotky un oscillatoire. - Amaterske Radio (B), 1987. N° 2, p. 42-61.
4. Magazine KV №1, 1992

Publication : N. Bolchakov, rf.atnn.ru

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