谐波石英振荡器。方案、说明

谐波晶体振荡器

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现代收发器需要提高调谐到工作频率的精度。通过应用石英频率稳定可以很容易地确保这一要求。通常，发生器中的石英谐振器在基频（高达 20 ... 22 MHz）下被激发。这是因为石英谐振器通常具有 AT 切割，也就是说，它们使用剪切振荡（通过石英板的厚度）。由于在 22 MHz 频率下，石英板的厚度小于 0,08 mm，因此在不显着增加谐振器成本的情况下，在技术上难以获得更薄的板。

通常，在指定频率之上，谐振器以奇数机械谐波激发。为此，在石英振荡器中包含一个电感器（图 1），根据电容式三点方案制造。由线圈 L1 和电容器 C1 形成的并联振荡电路被调谐到低于工作谐波但高于前一个谐波的频率。然后，在所需谐波的频率处，电路的电阻具有容性特性，而在较低的频率处，它是感性的。结果，仅对工作谐波执行相位和幅度的平衡。

谐波石英振荡器。晶振-电容三点
图。1。晶振——根据电容三点方案

原则上，可以在不使用电感器的情况下以三次谐波激励石英谐振器，如图 2 所示。 [1] 中描述了谐振器在谐波处的激励。在该电路中，石英连接在高频场效应晶体管的两个栅极之间，漏极电路中带有扼流圈 (L1) 负载。这提供了在三次谐波处激发石英所需的相移。发电机负载通过源（发射器）跟随器连接。否则，负载电容在大多数情况下会导致振荡击穿（对于三次谐波）。该振荡电路具有良好的性能。它激发过时的 RK-169 型石英和现代石英（德国公司“Jauch”，圣彼得堡生产公司“Morion”）。

谐波石英振荡器。晶振——无电感激励
图 2。无电感器激励的晶体振荡器

该电路使用频率为 5 至 16 MHz 的石英谐振器进行了测试。当使用 5 至 9 MHz 的谐振器时，必须将电感器的电感增加到 100 μH。通过使用R1调节第二栅极的电压，可以在三次谐波上实现石英的激励和电路输出所需的振荡幅度。可以尝试使用 KP961、KP327 代替 BF359 类型的双栅场效应晶体管，但并非所有类型的石英谐振器都会在三次谐波处被激发。

在以下方案中，如图 3 所示，石英谐振器也在三次谐波处被激发。

谐波石英振荡器。晶体振荡器，带二极管开关 VT1
图 3。带二极管开关的晶体振荡器 VT1

有无线电工程经验的读者仔细查看电路后，可能会怀疑所提议的发生器的可操作性，因为。集电极电路中包含一个比较大的电阻（R2），基极和集电极之间只有100欧姆（R1）。在这种情况下，晶体管VT1用于二极管开关，当基极和集电极相对于电路的公共线具有相同的电位时。通过晶体管的电流由集电极电路中的电阻器设置。并且电阻器 R1 仅用于消除由电感器 L1 和晶体管的基极 - 集电极结的电容以及电路的寄生电容形成的电路中的寄生振荡。鉴于晶体管的 h 参数取决于其工作模式和频率这一事实，所提出的电路在石英的三次谐波处平衡相位和幅度。晶振的负载通过高输入阻抗的源极（发射极）跟随器连接。在该方案中，真空（RK100、RK-259）和密封（RK-169）石英谐振器都被激发。该电路用石英在 5 到 16 MHz 的频率下进行了测试。对于某些类型的低频石英，为了更可靠地激发振荡，需要将 R1 增加到 220 欧姆，电容 C2 增加到 36 pF。当使用“低活性”石英时，最好将电感器 L1 的电感增加到 50 μH。即使这种石英振荡器的元件比例不利，当电源从 4 V 变为 12 V 时，也可以在三次谐波下激发石英。发生器中的晶体管可以使用KT315、KT306、KT325、KT355、KT399类型，您只需选择L1、C2并改变电源电压即可与所需类型的石英谐振器一起工作。

提供给读者注意的下一个方案（图 4）稍微复杂一些，但其中没有绕组产品。在该电路中，当使用 RC 电路以三次谐波激励石英时执行相位平衡。

谐波石英振荡器。无绕组晶振产品
图 4。无绕组晶振产品

振荡器是在差分级上制作的。差分级的左侧（根据电路）晶体管根据具有公共基极的电路连接，右侧 - 根据具有公共发射极的电路连接。移相RC电路R5-C3连接在晶体管的集电极之间。所考虑的电路是指振荡电路，因为没有石英谐振器（等效电感），就不会发生振荡。在电路中，谐振器在 5 到 16 MHz 的频率下被很好地激发。对于低频石英，需要将电容 C3 增加到 10 pF。当改变相移电路的元件时：电阻器 R5 - 从 10 到 150 欧姆，电容 C3 - 从 0 到 10 pF，可以在石英的三次机械谐波处获得稳定的振荡。 DA1 晶体管组件可以用一对匹配的高频晶体管 KT306、KT368、KT325、KT355、KT399 代替。在这个电路中，负载也需要通过一个具有高输入阻抗的级联来连接。标称电源电压为 9 V，但有时将其“泵送”在 4 至 12 V 范围内以激发振荡很有用。

文学

晶体管上的石英振荡器。 - 电台，1977 年，N3，第 60 页。

作者：O. Belousov，切尔卡瑟；出版：radioradar.net

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