RU2420859C2 - Low-noise temperature-compensated quartz shock-excited oscillator - Google Patents

Low-noise temperature-compensated quartz shock-excited oscillator Download PDF

Info

Publication number
RU2420859C2
RU2420859C2 RU2009133018/09A RU2009133018A RU2420859C2 RU 2420859 C2 RU2420859 C2 RU 2420859C2 RU 2009133018/09 A RU2009133018/09 A RU 2009133018/09A RU 2009133018 A RU2009133018 A RU 2009133018A RU 2420859 C2 RU2420859 C2 RU 2420859C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
output
input
stabilized
quartz
Prior art date
Application number
RU2009133018/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009133018A (en
Inventor
Юрий Сергеевич Иванченко (RU)
Юрий Сергеевич Иванченко
Original Assignee
Юрий Сергеевич Иванченко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юрий Сергеевич Иванченко filed Critical Юрий Сергеевич Иванченко
Priority to RU2009133018/09A priority Critical patent/RU2420859C2/en
Publication of RU2009133018A publication Critical patent/RU2009133018A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2420859C2 publication Critical patent/RU2420859C2/en

Links

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: low-noise temperature-compensated quartz shock-excited generator comprises a flip-flop, a quartz filter, two elements with controlled reactivity, a resonant amplifier of stabilised oscillations frequency, three band-pass filters, three amplifiers-shapers of rectangular pulses, a frequency divider, a pulse counter, a subtractor, a frequency divider into two, two registers, a compensating function calculator, an accumulating summator, a digital-to-analogue converter, a shaper of timing pulses, two low-pass filters, a mixer, a phase detector.
EFFECT: increased short-term stability of frequency.
1 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в качестве источника высокостабильных колебаний, например в синтезаторах стабильных частот приемопередатчиков, прецизионных частотно-измерительных комплексов, опорных генераторов аварийных радиобуев.The invention relates to radio engineering and can be used as a source of highly stable oscillations, for example, in synthesizers of stable frequencies of transceivers, precision frequency-measuring complexes, reference generators of emergency beacons.

Известны кварцевые генераторы с ударным возбуждением кварцевого резонатора и обратной связью на его субгармонике [1]. Такие генераторы на сегодня позволяют достигнуть наилучшей кратковременной нестабильности частоты (КНЧ), особенно на сверхнизких субгармониках [2]. Основу таких генераторов составляют мультивибратор, генерирующий последовательность симметричных прямоугольных импульсов, подаваемых на кварцевый фильтр; усилитель ударно возбуждаемых колебаний кварцевого резонатора; цепь обратной связи, обеспечивающая синхронизацию мультивибратора по одному из входов. Достижимая КНЧ на крыле спектральной линии с кварцевым резонатором AT - среза и добротностью порядка 1·106 составляет 1·10-10. Эти решения были положены в основу разработки серии малогабаритных термокомпенсированных кварцевых генераторов с цифровой цепью управления стабилизируемой частотой по отклику температурной моды двухмодового резонатора, например [2, 3, 4], или управления за счет возбуждения резонатора AT на механической гармонике с последующим смешением асинхронных частот механических гармоник и выделением разносной частоты с крутизной 2 Гц/С°, используемой в качестве датчика температуры в диапазоне температур термокомпенсации такого генератора. Однако у таких генераторов добротность кварцевого резонатора уменьшается из-за включения последовательно с ним цепи управления частотой, что приводит к уменьшению КНЧ примерно вдвое. Также недостатком таких генераторов является то, что наличие двух нелинейных элементов и электромеханической связи между модами колебаний в пьезоэлементе приводит к значительным паразитным частотной и фазовой модуляциям и невозможности практического разделения мод колебаний лучше, чем на 40 дБ, хотя уровень старения датчика температуры и величина шумов схемы управления находится на приемлемом уровне. Возбуждение резонатора на трех и более частотах в таком варианте решения только приводит к ухудшению спектра генерируемых колебаний. В этом случае становится затруднительным применение метода уменьшения шумов с использованием кварцевого резонатора в режиме генерирования эквидистантного спектра [5, 6 и др.], а его предельную температурную стабильность частоты будет определять температурно-динамический коэффициент частоты (ТДКЧ) кварцевого резонатора. В таком термокомпенсированном кварцевом генераторе возможно улучшение метрологических характеристик генерируемого сигнала, если будет использован дополнительный контур введения поправок на частоту при возникновении температурных воздействий на кварцевый резонатор. Точность введения поправки зависит от быстродействия работы контура. Это можно выполнить лишь цифровыми методами. Датчик, регистрирующий отклик кварцевого резонатора на воздействие температуры, должен иметь высокую чувствительность и постоянную времени, равную постоянной времени пьезоэлемента резонатора. Ударное возбуждение кварцевого резонатора и локальный захват пьезоэлементом энергии возбуждающих импульсов с последующим выделением одной из частот, выполняющей роль температурного датчика, обеспечивают идеальную развязку основного и температурного колебаний генератора, т.е. в этом случае не наблюдается нелинейного взаимодействия мод колебаний. Здесь же реализация эквидистантного спектра генерируемых частот возможна только при ударном возбуждении кварцевого резонатора, иначе не достигается развязка между модами кварцевого резонатора.Known crystal oscillators with shock excitation of a quartz resonator and feedback on its subharmonic [1]. Such generators today allow achieving the best short-term frequency instability (ELF), especially on ultra-low subharmonics [2]. The basis of such generators is a multivibrator that generates a sequence of symmetrical rectangular pulses supplied to a quartz filter; an amplifier of shock-excited oscillations of a quartz resonator; feedback circuit providing multivibrator synchronization on one of the inputs. Achievable ELF on the wing of the spectral line with an AT quartz resonator cutoff and a Q factor of about 1 · 10 6 is 1 · 10 -10 . These decisions were the basis for the development of a series of small-sized thermally compensated quartz oscillators with a digital stabilized frequency control circuit based on the response of the temperature mode of a two-mode resonator, for example [2, 3, 4], or control by excitation of an AT resonator at a mechanical harmonic followed by mixing of asynchronous frequencies of mechanical harmonics and the separation of a different frequency with a slope of 2 Hz / C °, used as a temperature sensor in the temperature range of the temperature compensation of such a generator. However, in such generators, the quality factor of a quartz resonator decreases due to the inclusion of a frequency control circuit in series with it, which leads to a decrease in the ELF by about half. Another drawback of such generators is that the presence of two nonlinear elements and the electromechanical coupling between the vibration modes in the piezoelectric element leads to significant parasitic frequency and phase modulations and the impossibility of practical separation of the vibration modes is better than 40 dB, although the temperature sensor aging level and the noise figure of the circuit management is at an acceptable level. Excitation of the resonator at three or more frequencies in this solution option only leads to a deterioration in the spectrum of generated oscillations. In this case, it becomes difficult to apply the method of noise reduction using a quartz resonator in the mode of generating an equidistant spectrum [5, 6, etc.], and its temperature extreme frequency stability will be determined by the temperature-dynamic frequency coefficient (TFC) of the quartz resonator. In such a thermally compensated crystal oscillator, it is possible to improve the metrological characteristics of the generated signal if an additional frequency correction circuit is used when temperature effects occur on the crystal. The accuracy of the correction depends on the speed of the circuit. This can only be done digitally. A sensor that records the response of a quartz resonator to temperature should have a high sensitivity and a time constant equal to the time constant of the resonator piezoelectric element. The shock excitation of the quartz resonator and the local capture of the energy of the exciting pulses by the piezoelectric element, followed by the release of one of the frequencies that acts as a temperature sensor, provide an ideal isolation of the main and temperature oscillations of the generator, i.e. in this case, nonlinear interaction of vibration modes is not observed. Here, the realization of the equidistant spectrum of the generated frequencies is possible only with shock excitation of the quartz resonator; otherwise, isolation between the modes of the quartz resonator is not achieved.

Наиболее близким к предлагаемому является термокомпенсированный кварцевый генератор ударного возбуждения [7], содержащий последовательно соединенные мультивибратор, полосовой кварцевый фильтр стабилизируемой частоты колебаний, элемент с регулируемой реактивностью и резонансный усилитель стабилизирумой частоты колебаний, выход которого соединен с входом мультивибратора; первый полосовой фильтр, выделяющий цуг колебания температурной моды колебаний; усилитель-формирователь прямоугольных импульсов термомоды, делитель частоты мультивибратора, счетчики импульсов мультивибратора и термомоды, вычитатель, второй регистр, первый регистр и вычислитель компенсирующей функции, накапливающий сумматор, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), формирователь хронирующих импульсов, фильтр нижних частот.Closest to the proposed one is a thermally compensated quartz generator of shock excitation [7], which contains a multivibrator connected in series, a quartz bandpass filter of a stabilized frequency of oscillation, an element with adjustable reactivity and a resonant amplifier of a stabilized oscillation frequency, the output of which is connected to the input of a multivibrator; a first bandpass filter emitting a wave of oscillations of the temperature mode of oscillation; an amplifier-driver of rectangular pulses of a thermal mode, a multivibrator frequency divider, pulse counters of a multivibrator and a thermal mode, a subtracter, a second register, a first register and a compensating function calculator, an accumulating adder, a digital-to-analog converter (DAC), a timing pulse generator, a low-pass filter.

Недостатком известного термокомпенсированного кварцевого генератора ударного возбуждения является недостаточно высокая кратковременная стабильность частоты.A disadvantage of the known thermally compensated quartz generator of shock excitation is not high enough short-term frequency stability.

Цель изобретения - повышение кратковременной стабильности частоты. The purpose of the invention is to increase the short-term frequency stability.

Указанная цель достигается тем, что в термокомпенсированном кварцевом генераторе ударного возбуждения, содержащем последовательно соединенные мультивибратор, кварцевый фильтр, возбуждаемый на стабилизирумой частоте колебаний, первый управляющий элемент с регулируемой реактивностью и резонансный усилитель стабилизируемой частоты, выход которого соединен с входом мультивибратора, между выходом полосового кварцевого фильтра стабилизируемой частоты колебаний и управляющим входом первого элемента с регулируемой реактивностью последовательно соединены первый полосовой фильтр первой ангармоники колебаний стабилизируемой частоты, первый усилитель-формирователь прямоугольных импульсов, счетчик импульсов, вычитатель, первый регистр, вычислитель компенсирующей функции, накапливающий сумматор, цифроаналоговый преобразователь и первый фильтр нижних частот, между дополнительным выходом мультивибратора и входом синхронизации счетчика импульсов включен делитель частоты, между выходом счетчика импульсов и вторым входом вычитателя включен второй регистр, а входы синхронизации первого и второго регистров, вычитателя, вычислителя компенсирующей функции, накапливающего сумматора и ЦАП соединены с соответствующими выходами введенного формирователя хронирующих импульсов, а между входом первого полосовбго фильтра и вторым управляющим элементом дополнительно введены второй и третий полосовые фильтры второй и третьей ангармоник стабилизируемой частоты колебаний, соединенные последовательно с формирователями импульсов, смесителя ангармоник стабилизируемой частоты колебаний, включенного последовательно с делителем частоты на 2, выход которого соединен с первым входом фазового детектора, второй вход фазового детектора соединен с выходом стабилизируемой частоты, а выход фазового детектора включен последовательно со вторым фильтром нижних частот и вторым управляющим элементом - регулируемой реактивностью, включенной в колебательный контур усилителя стабилизируемого колебания генератора.This goal is achieved by the fact that in a thermally compensated quartz generator of shock excitation, containing a series-connected multivibrator, a quartz filter excited at a stabilized frequency of oscillation, the first control element with adjustable reactivity and a resonant stabilized frequency amplifier, the output of which is connected to the input of the multivibrator, between the output of the strip quartz filter stabilized oscillation frequency and the control input of the first element with adjustable reactivity after the first band-pass filter of the first anharmonic of oscillations of the stabilized frequency, the first amplifier-driver of rectangular pulses, a pulse counter, a subtracter, a first register, a calculator of a compensating function, an accumulating adder, a digital-to-analog converter and a first low-pass filter are connected between the additional output of the multivibrator and the synchronization input of the pulse counter the frequency divider is on, between the output of the pulse counter and the second input of the subtractor the second register is on, and the inputs are blue the ronization of the first and second registers, the subtractor, the calculator of the compensating function, the accumulating adder and the DAC are connected to the corresponding outputs of the input shaper of the pulse pulses, and between the input of the first bandpass filter and the second control element, the second and third bandpass filters of the second and third anharmonics of the stabilized oscillation frequency are additionally introduced, connected in series with pulse shapers, an anharmonic mixer of a stabilized oscillation frequency, included in In particular, with a frequency divider by 2, the output of which is connected to the first input of the phase detector, the second input of the phase detector is connected to the output of the stabilized frequency, and the output of the phase detector is connected in series with the second low-pass filter and the second control element - adjustable reactivity included in the oscillator circuit of the amplifier stabilized oscillation generator.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.The drawing shows a structural electrical diagram of the proposed device.

Устройство содержит мультивибратор 1, кварцевый фильтр (КФ) 2, элементы с регулируемой реактивностью 3 и 25, резонансный усилитель 4, полосовые фильтры 5, 17, 18, усилители-формирователи прямоугольных импульсов 6 19, 20, делители частоты 7, 22, счетчик импульсов 8, вычитатель 9, второй регистр 10, первый регистр 11, вычислитель компенсирующей функции 12, накапливающий сумматор 13, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 14, формирователь хронирующих импульсов 15, фильтры нижних частот 16 и 24, смеситель 21, фазовый детектор 23.The device contains a multivibrator 1, a quartz filter (CF) 2, elements with adjustable reactivity 3 and 25, a resonant amplifier 4, band-pass filters 5, 17, 18, rectangular pulse amplifiers 6 19, 20, frequency dividers 7, 22, and a pulse counter 8, subtractor 9, second register 10, first register 11, compensating function calculator 12, accumulating adder 13, digital-to-analog converter (DAC) 14, timing pulse shaper 15, low-pass filters 16 and 24, mixer 21, phase detector 23.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Сформированная на первом выходе мультивибратора 1 последовательность прямоугольных импульсов ударно возбуждает в КФ 2 колебания ведомой стабилизируемой частоты и свободные цуги колебаний температурной и ведущих частот. Частота стабилизируемых колебаний, будучи усиленной резонансным усилителем 4, поступает по цепи синхронизации на один из входов мультивибратора 1, тем самым синхронизируя последовательность ударных импульсов. После чего наступает установившийся режим генерирования стабилизируемой частоты.The sequence of rectangular pulses formed at the first output of the multivibrator 1 shockly excites oscillations of the driven stabilized frequency and free trains of oscillations of the temperature and leading frequencies in CF 2. The frequency of stabilized oscillations, being amplified by a resonant amplifier 4, enters the synchronization circuit to one of the inputs of the multivibrator 1, thereby synchronizing the sequence of shock pulses. Then comes the steady-state mode of generating a stabilized frequency.

Отклик температурно-зависимой моды колебаний на выходе КФ 2 выделяется полосовым фильтром 5 и сформированный в последовательность прямоугольных импульсов усилителем-формирователем 6 поступает на счетный вход счетчика 8 импульсов. На управляющий вход счетчика импульсов 8 поступают импульсы разрешения счета с выхода делителя частоты 7, на вход которого поступают импульсы со второго выхода мультивибратора 1. Длительность импульсов синхронизации делителя частоты 7 определяется необходимой точностью измерения температуры КФ 2. С выхода счетчика импульсов 8 цифровой код температуры КФ 2 поступает на первый вход вычитателя 9. На второй вход вычитателя 9 поступает цифровой код температуры точки перегиба температурно-частотной характеристики (ТЧХ) КФ 2, предварительно записанного во второй регистр 10. В результате вычитания на выходе вычитателя 9 появляется значение приращения температуры КФ 2 относительно температуры точки перегиба его ТЧХ с соответствующим знаком. Работа с приращением температуры, а не с ее абсолютным значением позволяет значительно сократить разрядность вычислителя компенсирующей функции 12, а следовательно, время вычислений и повысить их точность.The response of the temperature-dependent vibration mode at the output of CF 2 is allocated by a band-pass filter 5 and formed into a sequence of rectangular pulses by the amplifier-shaper 6 is fed to the counting input of the counter 8 pulses. The control input of pulse counter 8 receives the count resolution pulses from the output of the frequency divider 7, the input of which receives pulses from the second output of the multivibrator 1. The duration of the synchronization pulses of the frequency divider 7 is determined by the required accuracy of measuring the temperature of the CF 2. From the output of the pulse counter 8, the digital temperature code of the CF 2 arrives at the first input of the subtractor 9. At the second input of the subtractor 9, a digital code of the temperature of the inflection point of the temperature-frequency characteristic (TCH) KF 2 is received, previously recorded annogo the second register 10. The result of subtraction at the output of the subtracter 9 appears CF 2 temperature increment value relative to the temperature of the inflection point of its TCHH with the appropriate sign. Working with the temperature increment, and not with its absolute value, can significantly reduce the bit capacity of the calculator of the compensating function 12, and therefore, the calculation time and increase their accuracy.

Код приращения температуры с выхода вычитателя 9 записывается в первый регистр 11, одновременно с этим во второй регистр 10 записывается код температуры, находящийся в счетчике импульсов 8. Содержимое первого регистра 11 является аргументом компенсирующей функции, вычисляемой вычислителем компенсирующей функции 12. Далее, в соответствии с алгоритмом, изложенным в прототипе [7], проводится процесс температурной компенсации стабилизируемой частоты колебания. Для этого предварительно в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) вычислителя компенсирующей функции заносятся соответствующие коэффициенты аппроксимации ТЧХ кварцевого фильтра. После вычисления компенсирующей функции в 12 результаты суммируются с содержимым сумматора 13. Результирующее значение с выхода сумматора 13 поступает на вход ЦАП и через ФНЧ управляющий сигнал подается на вход первого управляющего элемента. Формирователь хронирующих импульсов 15 обеспечивает формирование сигналов управления всеми этапами вычисления компенсирующей функции.The temperature increment code from the output of the subtractor 9 is recorded in the first register 11, at the same time, the temperature code located in the pulse counter 8 is recorded in the second register 10. The contents of the first register 11 is an argument to the compensation function calculated by the calculator of the compensation function 12. Further, in accordance with the algorithm described in the prototype [7], the process of temperature compensation of the stabilized frequency of oscillation. For this, the corresponding approximation coefficients of the frequency response of the quartz filter are preliminarily added to the read-only memory of the calculator of the compensating function. After calculating the compensating function in 12, the results are summed with the contents of the adder 13. The resulting value from the output of the adder 13 is fed to the input of the DAC and, through the low-pass filter, the control signal is fed to the input of the first control element. The generator of the timing pulses 15 provides the formation of control signals at all stages of the calculation of the compensating function.

Наряду с цепью цифровой термокомпенсации цуги обеих ангармоник стабилизируемой частоты колебаний (например, частоты цугов 1-й и 5-й механических гармоник) со входа первого полосового фильтра 5 поступают на входы полосовых фильтров 17 и 18, к выходу которых подключены соответственно усилители - формирователи прямоугольных импульсов 19, 20, а выходные сигналы 19, 20 поступают на первый и второй входы смесителя 21, суммарное колебание с выхода смесителя 21 поступает на вход делителя 22 и делится на 2, с выхода делителя 22 сигнал поступает на первый вход фазового детектора 23. На второй вход фазового детектора 23 с выхода усилителя 4 поступает колебание стабилизируемой частоты. С выхода 23 сигнал результирующих колебаний с точностью до фазы проходит через ФНЧ 24 и подается на вход второго управляющего элемента 25, включенного в цепь колебательного контура резонансного усилителя 4. Выбирая соответствующие уровни сигналов в вводимой цепи регулирования стабилизируемой частоты, можно обеспечить коэффициент взаимной связи ангармоник стабилизируемой частоты колебаний К=1[5,6], что обеспечивает дополнительное подавление шумов в спектре стабилизируемого выходного колебания генератора на 6-10 дБ за счет эквидистантности частот кварцевого резонатора.Along with the digital thermal compensation circuit, the trains of both anharmonics of the stabilized oscillation frequency (for example, the frequencies of the trains of the 1st and 5th mechanical harmonics) from the input of the first bandpass filter 5 are fed to the inputs of the bandpass filters 17 and 18, to the output of which amplifiers are connected - shapers of rectangular pulses 19, 20, and the output signals 19, 20 are fed to the first and second inputs of the mixer 21, the total oscillation from the output of the mixer 21 goes to the input of the divider 22 and is divided by 2, from the output of the divider 22 the signal goes to the first input call detector 23. At the second input of the phase detector 23 from the output of the amplifier 4 receives the oscillation of the stabilized frequency. From output 23, the signal of the resulting oscillations, up to a phase, passes through the low-pass filter 24 and is fed to the input of the second control element 25, which is included in the circuit of the oscillating circuit of the resonant amplifier 4. Choosing the appropriate signal levels in the input control circuit of the stabilized frequency, it is possible to provide a constant oscillation frequency K = 1 [5,6], which provides additional noise suppression in the spectrum of the stabilized output oscillation of the generator by 6-10 dB due to equidistance pilots at the quartz resonator.

Таким образом, реализация термокомпенсации кварцевого генератора ударного возбуждения по указанному принципу использования в качестве датчика температуры отклика кварцевого резонатора на температурной моде при его ударном возбуждении дает возможность обеспечить высокие метрологические характеристики генерируемых колебаний стабилизируемой частоты без применения прецизионных термостатирующих устройств, являющих собой непреодолимый барьер по минимизации ТДКЧ в такого класса генераторах.Thus, the implementation of thermal compensation of a quartz generator of shock excitation according to the indicated principle of using the response of a quartz resonator on a temperature mode as a temperature sensor during its shock excitation makes it possible to ensure high metrological characteristics of the generated oscillations of a stabilized frequency without the use of precision thermostatic devices, which are an insurmountable barrier to minimize the TDHF in this class of generators.

Экспериментальные исследования подтвердили правильность полученных результатов для такого четырехчастотного генератора с ударным возбуждением. Для этого был взят кварцевый резонатор типа «Ромашка», AT - среза по третьей механической гармонике, выпускаемый серийно. Конструктивная добротность кварцевого резонатора составляла около 1,6 млн. Уровень шумов выходного спектра стабилизируемой частоты на частоте наблюдения 20 Гц составил минус 116 дБ, что сравнимо с уровнем шумов серийно выпускаемого термостатированного генератора «Гиацинт» с использованием указанной модели резонатора. В качестве стабилизируемого колебания использовалась частота 5 МГц, ангармоники частоты соответственно были 1,666666 МГц и 8,333333 МГц. В качестве температурного колебания была выделена гармоника 5,12 МГц, по активности незначительно уступающая основному стабилизируемому колебанию. Крутизна ТЧХ гармоники, используемой в качестве датчика температуры, составила 10 Гц/°С.Experimental studies have confirmed the correctness of the results for such a four-frequency generator with shock excitation. For this, a “Chamomile” -type quartz resonator was taken; AT was a serial cut by the third mechanical harmonic. The design factor of the quartz resonator was about 1.6 million. The noise level of the output spectrum of the stabilized frequency at the observation frequency of 20 Hz was minus 116 dB, which is comparable to the noise level of the commercially available thermostatic generator "Hyacinth" using the specified resonator model. The frequency of 5 MHz was used as the stabilized oscillation, and the frequency anharmonics were 1.666666 MHz and 8.333333 MHz, respectively. A harmonic of 5.12 MHz was selected as a temperature fluctuation, which was slightly inferior in activity to the main stabilized oscillation. The steepness of the frequency response of the harmonic used as a temperature sensor was 10 Hz / ° C.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫBIBLIOGRAPHY

1. А.Ф.Плонский, В.А.Медведев, Л.Л.Якубец - Якубчик. Транзисторные автогенераторы метровых волн, стабилизированные на механических гармониках кварца. М.: Связь, 1969. - 208 с.1. A.F. Plonsky, V.A. Medvedev, L.L. Yakubets - Yakubchik. Transistor oscillators of meter waves, stabilized on the mechanical harmonics of quartz. M.: Communication, 1969. - 208 p.

2. Иванченко Ю.С. Многочастотные кварцевая стабилизация. - Новороссийск: МГА имени адмирала Ф.Ф.Ушакова, 2007. - 506 с.2. Ivanchenko Yu.S. Multi-frequency quartz stabilization. - Novorossiysk: Moscow State University named after Admiral F.F. Ushakov, 2007 .-- 506 p.

3. А.С. СССР 934568, МКИ Н03В5/32. Кварцевый генератор / Иванченко Ю.С. // Открытия, Изобретения, 1982. - №21.3. A.S. USSR 934568, MKI N03V5 / 32. Quartz oscillator / Ivanchenko Yu.S. // Discoveries, Inventions, 1982. - No. 21.

4. А.С. СССР 760398, МКИ Н03В5/32. Кварцевый генератор / Л.С.Марьяновский, Г.В.Васецкий // Открытия, Изобретения, 1978. - №31.4. A.S. USSR 760398, MKI N03V5 / 32. Quartz oscillator / L.S. Maryanovsky, G.V. Vasetskiy // Discoveries, Inventions, 1978. - No. 31.

5. А.А.Мальцев. Измерение флуктуации частоты в автоколебательной системе с эквидистантным спектром собственных частот. / ИВУЗов СССР, Радиофизика, т.18, №3, - 1975, с.455-458.5. A.A. Maltsev. Measurement of frequency fluctuations in a self-oscillating system with an equidistant spectrum of natural frequencies. / IVUZov USSR, Radiophysics, vol. 18, No. 3, - 1975, p. 455-458.

6. А.А.Мальцев. Экспериментальное исследование флуктуации частоты в системах взаимно синхронизированных автогенераторов. / Радиотехника и электроника, №7. - 1974, №7, с.1406-1414.6. A.A. Maltsev. An experimental study of frequency fluctuations in systems of mutually synchronized oscillators. / Radio engineering and electronics, No. 7. - 1974, No. 7, p. 1406-1414.

7. А.С. СССР 1046900, МКИ Н03В5/32. Термокомпенсированный кварцевый генератор ударного возбуждения / Ю.С.Иванченко, С.Н.Петряшов, Л.В.Шолкина // Открытия, Изобретения, 1983. - №37.7. A.S. USSR 1046900, MKI N03V5 / 32. Thermally compensated quartz generator of shock excitation / Yu.S. Ivanchenko, S.N. Petryashov, L.V. Sholkina // Discovery, Inventions, 1983. - No. 37.

Claims (1)

Малошумящий термокомпенсированный кварцевый генератор ударного возбуждения, содержащий последовательно соединенные мультивибратор, кварцевый фильтр, возбуждаемый на стабилизируемой частоте колебаний, управляющий элемент с регулируемой реактивностью и резонансный усилитель стабилизируемой частоты колебаний, выход которого соединен с входом мультивибратора, между выходом полосового кварцевого фильтра и управляющим входом элемента с регулируемой реактивностью последовательно соединены первый полосовой фильтр, усилитель-формирователь прямоугольных импульсов, счетчик импульсов, вычитатель, первый регистр, вычислитель компенсирующей функции, накапливающий сумматор, цифроаналоговый преобразователь и фильтр нижних частот, между дополнительным выходом мультивибратора и входом синхронизации счетчика импульсов включен делитель частоты, между выходом счетчика импульсов и вторым входом вычитателя включен второй регистр, а входы синхронизации первого и второго регистров, вычитателя, вычислителя компенсирующей функции и накапливающего сумматора соединены с соответствующими выходами введенного формирователя хронирующих импульсов, отличающийся тем, что для повышения кратковременной стабильности частоты в схему генератора дополнительно между выходом полосового кварцевого фильтра и колебательным контуром усилителя стабилизируемой частоты колебаний введены два полосовых фильтра ангармоник стабилизируемой частоты, два усилителя-формирователя прямоугольных импульсов, смеситель, делитель частоты на два, фазовый детектор, фильтр нижних частот и второй управляющий элемент, причем входы полосовых фильтров ангармоник стабилизируемой частоты подключены ко второму электроду кварцевого резонатора, первый электрод которого подключен к выходу мультивибратора, выходы полосовых фильтров подключены соответственно ко входам усилителей-формирователей прямоугольных импульсов, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам смесителя частот ангармоник, а выход смесителя частот ангармоник подсоединен ко входу делителя частоты на два, причем выход делителя частоты на два подключен к первому входу фазового детектора, на второй вход которого поступают колебания стабилизируемой частоты с выхода кварцевого генератора, а выход фазового детектора нагружен на фильтр нижних частот, выход которого подсоединен ко второму элементу управления, включенному в цепь колебательного контура усилителя стабилизируемой частоты колебаний. Low-noise thermally compensated quartz generator of shock excitation, containing a series-connected multivibrator, a quartz filter excited at a stabilized frequency of oscillation, a control element with adjustable reactivity and a resonant amplifier of a stabilized oscillation frequency, the output of which is connected to the input of the multivibrator, between the output of the band-pass quartz filter and the control input of the element with adjustable reactivity in series connected the first band-pass filter, amplifier-formiro rectangular pulse generator, pulse counter, subtractor, first register, compensating function calculator, accumulating adder, digital-to-analog converter and low-pass filter, a frequency divider is connected between the multivibrator auxiliary output and the pulse counter synchronization input, the second register is turned on between the pulse counter output and the second input of the subtractor and the synchronization inputs of the first and second registers, the subtracter, the calculator of the compensating function and the accumulating adder are connected to the corresponding the existing outputs of the introduced timing driver, characterized in that in order to increase the short-term frequency stability, two additional stabilized frequency anharmonic filters, two square-wave amplifier-shaper amplifiers, a mixer, a divider are added between the output of the quartz crystal filter and the oscillatory circuit of the stabilized oscillation frequency amplifier two frequencies, a phase detector, a low-pass filter and a second control element, and the bandpass inputs stabilized frequency anharmonic filters are connected to the second quartz resonator electrode, the first electrode of which is connected to the multivibrator output, the bandpass filter outputs are connected respectively to the inputs of rectangular pulse amplifiers, the outputs of which are connected to the first and second inputs of the anharmonic frequency mixer, and the output of the anharmonic frequency mixer connected to the input of the frequency divider by two, and the output of the frequency divider by two connected to the first input of the phase detector, the second input of which receives oscillations of the stabilized frequency from the output of the crystal oscillator, and the output of the phase detector is loaded on a low-pass filter, the output of which is connected to the second control element included in the oscillatory circuit of the amplifier of the stabilized oscillation frequency.
RU2009133018/09A 2009-09-02 2009-09-02 Low-noise temperature-compensated quartz shock-excited oscillator RU2420859C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009133018/09A RU2420859C2 (en) 2009-09-02 2009-09-02 Low-noise temperature-compensated quartz shock-excited oscillator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009133018/09A RU2420859C2 (en) 2009-09-02 2009-09-02 Low-noise temperature-compensated quartz shock-excited oscillator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009133018A RU2009133018A (en) 2011-03-10
RU2420859C2 true RU2420859C2 (en) 2011-06-10

Family

ID=44736869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009133018/09A RU2420859C2 (en) 2009-09-02 2009-09-02 Low-noise temperature-compensated quartz shock-excited oscillator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2420859C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2799999C1 (en) * 2023-02-02 2023-07-14 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радиосвязь" Radiolocation method with carrier frequency tuning from pulse to pulse

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2799999C1 (en) * 2023-02-02 2023-07-14 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Радиосвязь" Radiolocation method with carrier frequency tuning from pulse to pulse

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009133018A (en) 2011-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Abdel Hafiz et al. Symmetric autobalanced Ramsey interrogation for high-performance coherent-population-trapping vapor-cell atomic clock
Hall et al. Stabilization and frequency measurement of the I/sub 2/-stabilized Nd: YAG laser
TWI473418B (en) Oscillation device
US6333942B1 (en) Atomic frequency standard laser pulse oscillator
CN107257239B (en) Temperature compensation high-frequency crystal oscillator based on analog compensation
Lipphardt et al. The stability of an optical clock laser transferred to the interrogation oscillator for a Cs fountain
RU2420859C2 (en) Low-noise temperature-compensated quartz shock-excited oscillator
CN202059372U (en) Device capable of realizing closed-loop temperature compensation of clock crystal oscillator based on high-frequency crystals
Ivanov et al. Experimental study of noise properties of a Ti: sapphire femtosecond laser
RU77057U1 (en) HYDROGEN FREQUENCY AND TIME STANDARD
Micalizio et al. Pulsed optically pumped Rb clock
CN108508733A (en) Wide range laser pumping rubidium atom microwave clock based on burst pulse modulation broadening
US11188032B2 (en) Molecular clock with delay compensation
Levine et al. Hydrogen-maser time and frequency standard at Agassiz Observatory
Booth et al. A Standard of Frequency and its Applications
SU1046900A1 (en) Thermocompensated crystal shock-excited oscillator
CN116937294B (en) Microwave generating device and generating method
US9000848B2 (en) Noise reduction in MEMS oscillators and related apparatus and methods
SU995337A1 (en) Generator
Nakamura et al. Optically Generated 10-GHz Signal with 10 Microradian Residual Phase Instability
RU2455754C1 (en) Temperature-compensated crystal-controlled oscillator
Walls et al. Measurements of the short-term stability of quartz crystal resonators: A window on future developments in crystal oscillators
Szekely et al. Reducing the effect of local oscillator phase noise on the frequency stability of passive frequency standards
SU1580183A1 (en) Temperature to frequency piezoquartz converter
Guo et al. Analysis and Implementation of a Frequency Synthesis Based on Dual Phase-Locked Loops in Cs Beam Clock

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110903