Управление частотой кварцевых генераторов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Связь», 1975.
304 с. с ил.
В книге описаны основные характеристики кварцевых резонаторов, приведен анализ управляющих элементов, проанализированы частотные и амплитудные соотношения управляемых по частоте кварцевых генераторов. Подробно рассмотрены новые способы уменьшения нелинейных искажений и повышения стабильности частоты. Приведена инженерная методика расчета управляемых ко частоте кварцевых генераторов.
Книга предназначена для инженерно-технических работников и может слу-кить пособием для студентов старших курсов радиотехнических вузов или фа-
культетов.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Один из основных параметров радиоаппаратуры — высокая стабильность частоты. Она позволяет обеспечить беопоисковую и беоподстроечную связь, расширяет диапазон- частот радиоаппаратуры, ее помехоустойчивость и эффективность, повышает точность измерений. Получить высокую стабильность частоты генераторов можно пр.и использовании кварцевых резонаторов. Их применение позволяет получить сравнительно высокую стабильность частоты при простых схеме и конструкции возбудителей на фиксированных частотах. Для обеспечения высокой стабильности частоты и нейтрализации дестабилизирующих факторов (старение, разброс параметров элементов схемы) применяется подстройка частоты. Еще большие пределы изменения стабильных колебаний должны обеспечивать кварцевые генераторы с непосредственной частотной модуляцией, в возбудителях телеметрических систем, в аппаратуре допплеровских радиолокационных станций, в измерительной аппаратуре... Применение в радиоиппаратуре управляемых по частоте кварцевых генераторов позволяет уменьшить стоимость радиоаппаратуры, ее габариты и массу, повысить надежность и экономичность.
Перспективно термозависимое управление частотой кварцевых генераторов, которое существенно повышает стабильность частоты.
Управление частотой кварцевых генераторов для обеспечения высокой стабильности трудно из-за специфических характеристик кварцевых резонаторов.
^Теоретический и экспериментальный анализ показал возможность создания управляемых высокостабильных кварцевых генераторов, позволил оценить дополнительные составляющие нестабильности частоты и сделал возможным в некоторых случаях значительно повысить общую стабильность частоты управляемых кварцевых генераторов по отношению к неуправляемым генераторам. г
НРП „СМОТРЯ на важность рассмотрения вопросов теории, инже-
ернои методики расчета и проектирования управляемых по часто-
кварцевых генераторов, эти вопросы не нашли полного отраже-
ия в литературе. К числу основных работ по управляемым квар-
ч ым генераторам следует отнести работы советских ученых1 • А. Смирнова [129], А. А. Магазаника [92], А. Д. Артыма [33],
3
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие................. з
Описок основных обозначений............ 5
Глава 1. Применение управляемых по частоте кварцевых генераторов
1.1. Компенсация старения и неточности настройки 'Кварцевых -резонаторов ................, . 6
1.2. Непосредственная частотная модуляция и манипуляция кварцевых -генераторов................ 6
1.3. Автоподстраиваемые кварцевые генераторы....... 7
1.4. Использование управляемых кварцевых генераторов для получения
ряда близко расположенных частот.......... 7
1.5. Компенсация изменений частоты кварцевых генераторов в интервале температур ................ 8
Глава 2. Параметры и характеристики кварцевых резонаторов
2.1. Кварцевые резонаторы............. 9
2.2. Эквивалентные параметры кварцевого резонатора1 и его свойства вблизи резонанса........... . 11
2.3. Добротность и емкостное отношение кварцевого резонатора ... 15
2.4. Рабочая частота кварцевого резонатора и его стабильность ... 17
2.5. Тсмпературно-частотные характеристики -кварцевых резонаторов . . 18
2.6. Основные типы кварцевых резонаторов......... 23
Г л а в а 3. Принципы управления частотой кварцевых генераторов
3.1. Способы управления частотой кварцевых генераторов..... 25
3.2. Анализ схем кварцевых генераторов с точки зрения удобства управления частотой............... 28
3.3. Особенности транзисторных схем кварцевых генераторов .... 31
3.4. Основные соотношении IB транзисторном кварцевом генераторе . . 33
Глава 4. Управляющие элементы
П. Требования к управляющим элементам........ 40
1.2. Подстроечные конденсаторы и перестраиваемые индуктивности . . 40
1.3. Варнкопды................ 41
4.4. Управляемая входная емкость лампы......... 42
1.5. Реактивное сопротивление с переменной длительностью .... 42
1.6. Реактивные лампы (транзисторы).......... 43
4.7. Варикапы................. 45
Г л а в а 5. Частотные соотношения в управляемых по частоте кварцевых генераторах
5.1. Частотные соотношения при последовательном управлении ... 51
5.2. Частотные соотношения при параллельном управлении .... 57
5.3. Крутизна' характеристики управления кварцевого генератора ... "О
5.4. Нестабильность девиации частоты управляемого кварцевого генератора 68-
Глава 6 Амплитудные соотношения в управляемых по частоте кварцевых генераторах
6.1. Амплитудные соотношения в кварцевых генераторах при последовательном управлении частотой . .......... '^
6.2. Амплитудные соотношения в кварцевых генераторах при параллель-
<• Illl ДЛ
ном управлении частотой.......... • °"
6.3. Паразитные (колебания при последовательном управлении частотой . 84
6.4. Паразитные колебания при параллельном управлении частотой . . 91
6.5. Оценка влияния немоночастотности кварцевого резонатора па параметры управляемого кварцевого генератора ....... 94
Г л а в а 7. Обобщение анализа на другие схемы кварцевых генераторов
7.1. Обобщение анализа схем управляемых кварцевых генераторов на индуктивные трехточсчпые схемы генераторов........"'
7.2. Обобщение анализа схем управляемых кварцевых генераторов на генераторы с кварцевым резонатором в цепи обратной связи . . . "W
302
Г л ;i и а 8. Особенности управления частотой кварцевых генераторов на туннельных диодах и полевых транзисторах
8.!. Управляемые кварцевые генераторы -на туннельных диодах (ТД) . 106 8.2. Управляемые кварцевые генераторы на полевых транзисторах . . 109
Г л а в а 9. Изменение параметров кварцевых резонаторов при управлении частотой
Изменение эквивалентных 'параметров 'кварцевых резонаторов при изменении расстройки..............111
Изменение добротности 'кварцевого резонатора 'С учетом влияния управляющих элементов .при изменении расстройки......113
Изменение темлературно-частотных характеристик кварцевых резонаторов при изменении расстройки .......... 116
Г л а в а 10. Стабилизация ряда близко расположенных частот одним кварцевым резонатором
. Изменение 'Стабильности частоты при управлении частотой кварцевых генераторов..............121
Управление частотой кварцевого генератора для получения ряда близко расположенных частот............125
.Методика расчета управляемых по частоте кварцевых генераторов. Схемы и экспериментальные данные.........129
Глава 11. Линеаризация характеристик управления кварцевых генераторов
11.1. Линеаризация характеристик управления кварцевого генератора при индуктивном управляющем элементе.........137
11.2. Линеаризация характеристик управления -кварцевого генератора при емкостном управляющем элементе..........138
11.3. Линеаризация характеристик управления кварцевого генератора при изменении напряжения на (варикапе.........140
11.4. Схемы и экспериментальные данные.........143
Глава 12. Кварцевые генераторы с частотной модуляцией
12.1. Основные соотношения в частотно-модулированном кварцевом генераторе при последовательном 'управлении........146
12.2. Амплитудная и частотная характеристики частотномодулированного кварцевого генератора ............. 155
12.3. Способы уменьшения (паразитной амплитудной модуляции в частот-по'модулпрован'ном .кварцево-м генераторе........160
12.4. Особенности работы частотномодул-ированного кварцевого генератора при больших модулирующих напряжениях......164
12.5. Влияние напряжения высокой частоты на параметры частотпомодули-рованного кварцевого генератора.........' . 167
12.6. Изменение средней частоты кварцевого генератора при частотной модуляции и способы ее уменьшения.........170
12.7. Стабильность частоты частотномодулированного кварцевого генератора ........'..........173
12.8. Методика расчета частотномодулированного кварцевого генератора . 176
Глава 13. Анализ способов уменьшения нелинейных искажений кварцевых генераторов с частотной модуляцией
Уменьшение нелинейных искажений с помощью реактивного сопротивления, включенного параллельно кварцевому резонатору . . . 179 Уменьшение нелинейных искажений специальными управляющими элементами............' 183
13.3. Использование различных управляющих элементов при положительной и отрицательной полуволнах модулирующего напряжения . . 186
13.4. ^меньшемие нелинейных искажений и (Модулирующего напряжения индуктивным 'сопротивлением, подключенным -параллельно управляющему элементу...........•."... 189
303
13.5. Уменьшение нелинейных искажений предыскажением модулирующего напряжения...............191
13.6. Уменьшение нелинейных искажений при использовании двух модулирующих напряжений . . •...........201
13.7. Двухсигнальные нелинейные искажения........203
13.8. Особенности частотной модуляции кварцевых генераторов с использованием механических гармоник кварцевого резонатора . . . 209
13.9. Схемы и экспериментальные данные.........211
Глава 14. Кварцевые генераторы с частотной манипуляцией
14.1. Анализ опосо'бов 'получения частотной манипуляции кварцевых генераторов ................215
14.2. Часто'т.номаН'ИпуЛ'И'рован'ные 'кварцевые генераторы с электронной .коммутацией управляющих алиментов.........218
14.3. Схемы и экспериментальные данные.........221
Глава 15. Способы термокомпенсации частоты кварцевых генераторов
15.1. Основные требования • к способам термокомпеясации..... 222
15.2. Линейная компенсация IB кварцевых генераторах...... 222
15.3. 'Компенсация биметаллическими конденсаторами...... 225
15.4. Компенсация термозавиеимым давлением........ 226
15.5. Компенсация сдвоенными кварцевыми резонаторами..... 227
15.6. Компенсация -выбором определенной расстройки кварцевого резонатора .................. 230
15.7. Компенсация .выбором специальных режимов транзисторного генератора ............... . . 230
15.8. Компенсация с использованием р-я-перехода полупроводникового прибора с управляемым температурным коэффициентом емкости . 231
15.9. Компенсация Х,/?-цепочками...........233
15.10. Дискретный способ термокомпенеации........236
15.11. Компенсация при 'помощи термозависимого потенциометра и емко-
'сти р-я-перехода полупроводниковых приборов '('варикапов) . . 238
Глава 16. Компенсация частоты кварцевых генераторов термозависимым изменением напряжения на варикапе
16.1. Виды термозависимых потенциометров для различных ТЧХ кварцевых резонаторов..............239
16.2. Терморезисторы и их характеристики.........243
16.3. Основные соотношения в термокомпенсированных кварцевых генераторах и методика расчета элементов термокомпенсации . . . 245
16.4. Влияние термокомпенеации частоты на параметры ЧМ кварцевого генератора.....;..........257
16.5. Особенности термокомпенсацин частоты управляемых кварцевых генераторов •................261
16.6. Влияние старения элементов термокомпенсации на. сохранение эффекта термокомпенсации кварцевого генератора во времени . . . 265
16.7. Особенности теплового режима кварцевого генератора с термоком-пенсацисй................273
16.8. Схемы и экспериментальные данные.........275
Глава 17. Дискретные способы термокомпенсации частоты
17.1. Способ дискретной термокомпенсации и методика его расчета . . 278
17.2. Линепно-дис'К'ретный способ термокомпенсации......281
17.3. Пслппейпо-дискретный способ термоко.мпснсашш......287
Глава 18. Особенности регулирования управляемых кварцевых генераторов и измерения их параметров
18.1. Способы измерения параметров управляемых .кварцевых генераторов 290
18.2. Особенности регулировки управляемых кварцевых генераторов . . 292
Список литературы............... 294
Предметный указатель.............. 300
Цена: 150руб.
