CZ25778U1 - Oscilátor typu Butler s omezeným zatížením elektromechanického rezonátoru - Google Patents

Description

Úřad průmyslového vlastnictví v zápisném řízení nezjišťuje, zda předmět užitného vzoru splňuje podmínky způsobilosti k ochraně podle § 1 zák. č. 478/1992 Sb.

CZ 25778 Ul

Oscilátor typu Butler s omezeným zatížením elektromechanického rezonátoru

Oblast techniky

Předkládané řešení se týká oscilátoru, který samočinně omezuje výkonové zatížení kmitočet určujícího elektromechanického rezonátoru, čímž jednak zlepšuje stabilitu kmitočtu, jednak minimalizuje riziko jeho mechanického přetížení, případně poškození.

Současný stav techniky

Elektrických obvodových řešení oscilátorů, v nichž je kmitočet vytvářených kmitů stabilizován elektromechanickým rezonátorem, dnes ve velké většině případů piezo-elektrickým, existuje velký počet typů. Jejich společným základním funkčním principem je zařazení elektromechanického rezonátoru do elektronického obvodu, který kompenzuje ztráty v rezonátoru, nej častěji pomocí uzavřené smyčky kladné zpětné vazby, případně pomocí záporného diferenciálního odporu, takže rezonátor se rozkmitá na svém vlastním charakteristickém kmitočtu netlumenými kmity s konstantní amplitudou. Aby k této situaci došlo, musejí být splněny oscilační podmínky, které lze nejjednodušeji popsat jako stav, při kterém je výkonové zesílení v uzavřené zpětnovazební smyčce rovné +1. Vzhledem k tolerancím hodnot elektronických součástek i rezonátorů a jejich stabilitě v běžných provozních podmínkách však je nemožné tyto podmínky dodržet přesně a stabilně. Dosavadní oscilátorové obvody tento problém řeší tak, že jsou zkonstruovány s výkonovým zesílením A_p ve zpětnovazební smyčce podstatně větším, než +1, takže při rozběhu obvodu amplituda vytvářených kmitů začne vzrůstat; růst amplitudy pokračuje tak dlouho, až se překročí meze linearity charakteristik užitých součástek, čímž se začne výkonové zesílení zmenšovat. Tento jev pokračuje tak dlouho, až obvod dosáhne ustáleného stavu, při kterém je podmínka A_p = +1 právě splněna. Ustálená amplituda vytvářených kmitů potom závisí na konkrétních vlastnostech užitých součástek, a na zatěžovacích a napájecích podmínkách. Vzhledem k tomu, že hodnoty vnitřních parametrů jednotlivých typů, respektive kusů elektromechanických rezonátorů, mají také nezanedbatelnou šířku tolerančního pole, navrhují se příslušné elektronické obvody zpravidla s velkou rezervou výkonového zesílení, aby bylo zajištěno spolehlivé rozkmitání i méně jakostních kusů rezonátorů. Rozptyl hodnot parametrů rezonátorů se mimořádně zvětšuje zejména v případech, kdy elektromechanický rezonátor slouží jako senzor pro detekci či sledování jiných veličin, zejména neelektrických. Velká rezerva výkonového zesílení potom vede k tomu, že rezonátory s dobrou jakostí jsou rozkmitávány do velkých hodnot amplitudy mechanických kmitů, což vede k jejich zahřívání a tím ke zhoršování stability kmitočtu, případně i k jejich mechanickému poškození či úplnému zničení. Individuální nastavování optimální hodnoty výkonového zesílení v oscilátorovém obvodu je nesnadné, nákladné, a zejména při předem nepředvídatelně proměnných provozních podmínkách často zcela nemožné.

Příklad běžného řešení oscilátoru s kmitočtem, stabilizovaným elektromechanickým rezonátorem je uveden v Obr. la. Tranzistor je typu JFET s kanálem s vodivostí typu N a pracuje jako běžný jednostupňový laděný invertuj ící zesilovač napětí se společným sourcem. Klidový pracovní bod tranzistoru je nastaven standardním způsobem pomocí rezistorů R_a a Rb. Kapacitor C_£ přemosťuje odpor v sourcu, aby nevytvářel zápornou zpětnou vazbu pro střídavé složky signálu. Kapacitor Cdg je kapacita drain-řídicí elektroda, a zpravidla není nutné mít ho v obvodě jako externí diskrétní součástku, postačí samotná parazitní vnitřní kapacita tranzistoru. Kapacitorem Ch se odvádí výstupní signál do vnější zátěže. Obvod L_a C_a je naladěn na rezonanční kmitočet elektromechanického rezonátoru X_a. Obvod se rozkmitá na kmitočtu, pri kterém součet fázových posuvů na obvodu Lg C_a, na kapacitoru a na rezonátoru X_a je roven π, takže spolu s inverzí v zesilovacím stupni vytvoří celkový fázový posuv 2tt, neboli kladnou zpětnou vazbu. Pokud je zároveň absolutní hodnota napěťového zesílení ve zpětnovazební smyčce větší než 1, jsou tím splněny podmínky pro vznik autonomních netlumených kmitů. Kmitočet vytvářeného signálu je potom blízký paralelnímu rezonančnímu kmitočtu rezonátoru. Amplituda vytvářených kmitů se ustálí na hodnotě, při které je zesilovací stupeň natolik přebuzen, že vlivem nelinearit tranzistoru

- 1 CZ 25778 Ul

Q_a účinná absolutní hodnota napěťového zesílení stupně klesne právě na jednotkovou velikost. To s sebou přináší popsané nevýhody.

Jiná běžná varianta oscilátoru s kmitočtem řízeným elektromechanickým rezonátorem je uvedena v Obr. lb. Zde se kladné napěťové zpětné vazby dosahuje kaskádním řazením dvou invertujících zesilovacích stupňů s bipolámími tranzistory NPN, přičemž rezonátor slouží jako jeden z vazebních prvků.

Dále je vhodné zmínit i tzv. Butlerův oscilátor, užívající bipolámího tranzistoru v zapojení neinvertujícího zesilovače se společnou bází. Jedná se o zapojení s paralelním LC obvodem v kolektoru, z jehož induktivní nebo kapacitní odbočky je buď veden krystalový rezonátor na emitor zesilovacího tranzistoru přímo, nebo prostřednictvím dalšího neinvertujícího zesilovače se společným kolektorem, viz např. str. 4 publikace Technical notes anglické firmy EUROQUARTZ Ltd. (www.euroquartz.co.uk/portals/O/pdf/tech-notes.pdf).

Je třeba zdůraznit, že uvedené obvody jsou pouze příklady z mnoha běžně užívaných variant, prakticky všechny dosud běžné obvody však trpí výše popsanými nevýhodami. Stejně jako Obr. la, ani Obr. lb neobsahuje samočinné omezení amplitudy generovaných kmitů a i zde se amplituda omezí až hrubým přebuzením zesilovacích tranzistorů.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nevýhody odstraňuje oscilátor s omezeným zatížením elektromechanického rezonátoru podle předkládaného řešení, který je odvozen od dvoutranzistorové verze oscilátoru typu Butler. Jeho podstatou je, že je tvořen dvěma zesilovacími stupni s prvním unipolámím tranzistorem v zapojení se společným gatem a s druhým unipolámím tranzistorem v zapojení a se společným drainem. Mezi drain prvního unipolámího tranzistoru a sběrnici napájecího napětí je připojena zatěžovací impedance Z a mezi drain druhého unipolámího tranzistoru a sběrnici napájecího napětí je připojen druhý rezistor. K drainu prvního unipolámího tranzistoru je dále zapojen jedním koncem první kapacitor, jehož dmhý konec je připojen jednak ke gatu druhého unipolámího tranzistom a jednak ke spoji čtvrtého a pátého rezistorů. Dmhý konec čtvrtého rezistorů je spojen se společným vodičem nebo se sourcem dmhého unipolámího tranzistom. Dmhý konec pátého rezistom je spojen s gatem prvního unipolámího tranzistom, k němuž je současně připojen jeden konec dmhého kapacitom, jehož dmhý konec je spojen se společným vodičem. Současně je source prvního unipolámího tranzistom spojen s jedním koncem třetího rezistom a s jedním koncem elektromechanického rezonátoru. Dmhý konec elektromechanického rezonátoru je spojen se sourcem dmhého unipolámího tranzistom, ke kterému je připojen jeden konec prvního rezistom. Dmhé konce třetího a prvního rezistom jsou spojeny se společným vodičem. K drainu dmhého unipolámího tranzistom je jedním koncem připojen třetí kapacitor, který je druhým koncem připojen k živé svorce výstupního napětí, jehož zemní svorka je spojena se společným vodičem.

V jednom možném provedení je zatěžovací impedance tvořena šestým rezistorem, ve druhém možném provedení pak je zatěžovací impedance tvořená paralelním rezonančním obvodem sestávajícím z induktom a čtvrtého kapacitom, přičemž tento rezonanční obvod je naladěn na kmitočet rezonátoru.

První a dmhý unipolámí tranzistor mohou být tranzistory JFET. Je také možná varianta, kdy jsou první a dmhý unipolámí tranzistor tranzistory typu MOS. V tomto případě je paralelně ke čtvrtému rezistom připojena dioda. V případě tranzistorů MOS s kanálem N je dioda připojená anodou ke gatu dmhého unipolámího tranzistom a katodou k jeho sourcu. V případě použití tranzistorů MOS s kanálem P je dioda připojena opačně. V těchto případech je možné ke spoji dmhého konce čtvrtého rezistom a katody diody připojit spoj sedmého rezistom, osmého rezistom a čtvrtého kapacitom. Dmhý konec sedmého rezistom a dmhý konec pátého kapacitom jsou spojeny se společným vodičem, a dmhý konec osmého rezistom je spojen se sběrnicí napájecího napětí.

-2CZ 25778 Ul

Polarita napájecího napětí je samozřejmě volena podle typu použitých unipolámích tranzistorů, tedy pro tranzistory JFET nebo MOS s kanálem typu N je napájecí napětí kladné, zatím co pro tranzistory s kanálem P je záporné.

Výhodou uvedeného řešení je, že oscilátor samočinně nastavuje zesílení ve zpětnovazební smyčce na hodnotu minimálně potřebnou k udržení autonomních kmitů, a to nezávisle na činiteli jakosti elektromechanického rezonátoru. Tím se omezí amplituda kmitů rezonátoru, která by zejména u rezonátorů s vysokým činitelem jakosti vedla k jejich přetěžování, zahřívání a tím ke zhoršení stability generovaného kmitočtu. Zároveň je umožněno spolehlivé rozkmitání i rezonátorů s horším činitelem jakosti. To vše probíhá bez nutnosti vnějšího seřizování parametrů obvodu. Tyto vlastnosti obvodu podle předkládaného řešení mají zásadní význam v případech, kdy se užívá rezonátorů, jejichž činitel jakosti se může v provozu silně měnit, například při užití elektromechanických rezonátorů jako senzorů neelektrických veličin.

Objasnění výkresů

Oscilátor s omezeným zatížením elektromechanického rezonátoru podle předkládaného řešení bude dále objasněn pomocí přiložených výkresů. Na Obr. la a na Obr. lb jsou uvedeny typické případy popisující stávající stav, jak bylo uvedeno výše. Na Obr. 2 a na Obr. 3 jsou uvedeny dvě varianty zapojení, kde je impedanční zátěž Z tvořena odporem. Varianty s unipolámími tranzistory MOS a se zařazením diody jsou na Obr. 6 a na Obr. 7. Obr. 4 a Obr. 5 znázorňují obvody, kde je impedanční zátěž Z tvořena LC obvodem a jejich doplnění o diodu při užití tranzistorů MOS je na Obr. 8 a na Obr. 9.

Příklady uskutečnění technického řešení

Obvod oscilátoru lze jako variantu 1 uspořádat podle Obr. 2. Zde je impedanční zátěž Z tvořená šestým rezistorem R6. První unipolámí tranzistor Ol má v tomto případě k drainu připojen jeden konec tohoto šestého rezistoru R6 a jeden konec prvního kapacitoru CL Druhý konec šestého rezistoru R6 je spojen s kladnou svorkou napájecího napětí Vnn. Druhý konec prvního kapacitou Cl je spojen s gatem druhého unipolámího tranzistoru Q2 a dále s jedním koncem čtvrtého rezistoru R4 a s jedním koncem pátého rezistoru R5. Druhý konec pátého rezistoru R5 je spojen s gatem prvního unipolámího tranzistoru Ol a s jedním koncem druhého kapacitou C2, jehož druhý konec je spojen se společným vodičem, s nímž je spojen i druhý konec čtvrtého rezistoru R4. Source prvního unipolámího tranzistoru Ol je spojen s jedním koncem třetího rezistoru R3 a s jedním koncem krystalového rezonátoru XI. Druhý konec krystalového rezonátoru XI je spojen se sourcem druhého unipolámího tranzistoru Q2 a s jedním koncem prvního rezistoru Rl. Druhý konec prvního rezistoru Rl, druhý konec třetího rezistoru R3 jsou spojeny se společným vodičem. Drain druhého unipolámího tranzistoru Q2 je spojen s jedním koncem druhého rezistoru R2 a s jedním koncem třetího kapacitou C3. Druhý konec druhého rezistoru R2 je spojen s kladnou svorkou napájecího napětí Vnn· Druhý konec třetího kapacitoru C3 je spojen s živou svorkou výstupního napětí Vom. Zemní svorka výstupního napětí Vout je spojena se společným vodičem, se kterým je spojen i záporný pól napájecího napětí Vnn.

V Obr. 3 je nakreslena druhá varianta řešení obvodu z Obr. 2. Jediný rozdíl spočívá v tom, že druhý konec čtvrtého rezistoru R4 je spojen se sourcem druhého unipolámího tranzistoru 02 místo se společným vodičem, takže počáteční klidový stejnosměrný stav obvodu po zapnutí před rozkmitáním odpovídá nulové hodnotě stejnosměrného předpětí gatů obou tranzistorů Q1 a Q2. Po všech ostatních stránkách jsou oba obvody funkčně totožné. Varianta podle Obr. 3 se hodí pro ty typy tranzistorů, které už při nulové hodnotě stejnosměrné složky U_Gs, tedy klidového předpětí gatu, mají velkou hodnotu diferenciálního parametru y_22s, a tím i velké zesílení.

Obvod podle Obr. 2 je velmi univerzální tím, že neobsahuje žádné jiné součástky, určující pracovní kmitočet, než rezonátor XI. Této univerzálnosti obvod dosahuje za cenu menšího zesílení ve stupni s prvním unipolámím tranzistorem Ql, než je v praxi maximálně dosažitelné. Pokud je

-3CZ 25778 Ul zapotřebí rozkmitávat i rezonátory s nepříliš dobrou jakostí, může zesílení, dosahované v obvodu podle Obr. 2 být nedostatečné. V takové situaci je vhodnější užít varianty, uvedené v Obr. 4. Zde má první unipolámí tranzistor Q1 k drainu místo šestého rezistoru R6 připojen jako impedanční zátěž Z paralelní rezonanční obvod tvořený čtvrtým kapacitorem C4 a induktorem Ll, kde tento rezonanční obvod je naladěný na kmitočet rezonátoru XI. Jeden konec čtvrtého kapacitou C4 a jeden konec induktoru Ll jsou připojeny spolu s jedním koncem prvního kapacitoru Cl k drainu prvního unipolámího tranzistoru Ql. Druhý konec induktoru Ll a druhý konec čtvrtého kapacitoru C4 jsou spojeny s kladnou svorkou napájecího napětí Vnn- Všechny ostatní části obvodu jsou zapojeny shodně s obvodem podle obr. 2, a oba obvody pracují podle týchž pravidel.

V Obr. 5 je uvedena varianta řešení obvodu z Obr. 4. Jediný rozdíl zde spočívá v tom, že pravý konec čtvrtého rezistoru R4 je spojen se sourcem druhého unipolámího tranzistoru Q2 místo se společným vodičem, takže počáteční klidový stejnosměrný stav obvodu po zapnutí před rozkmitáním odpovídá nulové hodnotě stejnosměrného předpětí gatů obou unipolámí ch tranzistorů Ql a 02. Po všech ostatních stránkách jsou oba obvody funkčně totožné. Varianta podle Obr. 5 se hodí pro ty typy unipolámích tranzistorů, které i v pracovním bodě s nulovou hodnotou stejnosměrné složky Uqs, tedy klidového předpětí řídicí elektrody, mají velkou hodnotu diferenciálního parametru y₂₂s, a tím už i velké zesílení. Tato varianta je, až na větší zesílení, dosahované užitím laděného obvodu LC v drainu prvního unipolámího tranzistoru Ql, zapojením a funkcí shodná s obvodem podle Obr. 3.

Oscilátorový obvod užívá sourcově vázaného dvoustupňového zesilovače s unipolámími tranzistory Ol, Q2 JFET. Stupeň s prvním unipolámím tranzistorem Ol pracuje v zapojení se společným gatem, stupeň s druhým unipolámím tranzistorem Q2 pracuje v zapojení se společným drainem. Elektrody source obou unipolámích tranzistorů Ql, 02 nejsou vzájemně spojeny přímo, ale prostřednictvím elektromechanického rezonátoru XI. Ten na svém kmitočtu sériové rezonance představuje velmi malý odpor, který zprostředkovává přenos signálu pracovního kmitočtu, na jiných kmitočtech se chová jako velká impedance, takže signál nepřenáší. Oscilátor tedy pracuje na sériovém rezonančním kmitočtu rezonátoru XI, který je, jak známo, odolnější proti vnějším vlivům, než kmitočet paralelní rezonance. Prvním unipolámím tranzistorem Ql napěťově zesílený signál se z jeho drainu přenáší na gate druhého unipolámího tranzistoru Q2 prvním kapacitorem Cl. Jakmile amplituda signálu na drainu druhého unipolámího tranzistoru 02 překročí hodnotu stejnosměrného úbytku na prvním rezistoru RT, vyvolaného klidovým proudem druhého unipolámího tranzistoru Q2 o hodnotu prahového napětí izolačního přechodu gate-source prvního tranzistoru Ol, začne přechod PN mezi řídicí elektrodou a sourcem drahého unipolámího tranzistoru 02 signál usměrňovat, takže napětí na gatu drahého unipolámího tranzistoru Q2 začne dostávat zápornou stejnosměrnou složku. Tím se pracovní bod druhého unipolámího tranzistoru 02 posouvá po jeho převodní charakteristice do oblasti s menší hodnotou diferenciálního parametru y₂is a tím se zmenšuje zesílení drahého unipolámího tranzistoru Q2.

Hodnota čtvrtého rezistoru R4 musí být veliká ve srovnání s diferenciálním odporem spoje drainu drahého unipolámího tranzistoru Q2 a paralelního obvodu Ll Cl, naladěného na sériový rezonanční kmitočet krystalového rezonátoru XI, proti společnému vodiči. Časové konstanty R4C3 a R5C2 musejí být veliké proti době trvání kmitu rezonátoru XI. Tyto podmínky lze v praxi splnit bez obtíží. Záporná stejnosměrná složka se z gatu drahého unipolámího tranzistoru Q2 přenáší pátým rezistorem R5 na gate prvního unipolámího tranzistoru Ql, takže i jeho zesílení je tak regulováno. Gate prvního unipolámího tranzistoru Ol je přitom z hlediska střídavých složek signálu drahým kapacitorem C2 spojen se společným vodičem, takže z hlediska střídavého signálu první unipolámí tranzistor Q1 pracuje jako stupeň se společným gatem. Tato samočinná regulace zesílení v obou stupních velmi účinně omezuje amplitudu střídavé složky signálu, takže nemůže dojít k přetížení krystalového rezonátoru. Přitom při uvádění obvodu do chodu na gatech prvního unipolámího tranzistoru Ol a drahého unipolámího tranzistoru Q2 žádná přídavná záporná stejnosměrná složka není ještě přítomná, takže oba stupně pracují s maximálním možným zesílením, a j sou tak schopné přivést k rozkmitání i rezonátor s poměrně špatným činitelem jakosti. Výstupní signál se z obvodu odebírá z drahého rezistoru R2, umístěného v napá-4CZ 25778 Ul jení drainu druhého unipolámího tranzistoru 02, který leží mimo zpětnovazební trasu zpracovávaného signálu, takže vliv změn vnější zátěže na stabilitu kmitočtu vytvářených kmitů je minimalizován.

Všechny varianty obvodu podle Obr. 2 až Obr. 5 byly konstruovány s unipolámími tranzistory s gatem izolovaným přechodem PN, čili typu JFET. Je však možné sestavit zcela obdobně pracující oscilátorové obvody i s tranzistory s gatem izolovaným dielektricky, čili s tranzistory typu MOS, někdy též označovanými jako typ MIS. V Obr. 6 je uvedena varianta s tranzistorem MOS s vodivostí kanálu typu N, s kanálem vodivým při nulové hodnotě napětí gate-source. Na první pohled je vidět, že obvod je prakticky totožný s obvodem z Obr. 2 až na to, že je přidána dioda Dl, spojená anodou s gatem druhého unipolámího tranzistoru Q2 a katodou se sourcem téhož druhého unipolámího tranzistoru 02. Dioda Dl zastává při chodu obvodu funkci usměrňovače střídavé složky napětí na gatu druhého unipolámího tranzistoru Q2, kterou v obvodu na Obr. 2 zastával izolační přechod PN gatu tranzistoru typu JFET. Ve všech ostatních aspektech činnosti se obvod shoduje s obvodem podle Obr. 2.

Pokud se v obvodu oscilátoru užijí tranzistory MOS s indukovaným kanálem, tj. tranzistory, u nichž při nulovém napětí gate-source není vodivý kanál vytvořen, a k jeho vytvoření je zapotřebí na gate přivést proti sourcu kladné předpětí, užije se obvod podle Obr. 7. Proti variantě z Obr. 6 je zde přidán napěťový dělič tvořený sedmým rezistorem R7 a osmým rezistorem R8, který z napájecího napětí Vnn tvoří přiměřený díl, nutný pro vytvoření indukovaného kanálu v unipolárních tranzistorech Qi, 02. Spoj sedmého rezistorů R7 a osmého rezistorů R8 je pro střídavé složky napětí zkratován na společný vodič pátým kapacitorem C5. Paralelní kombinace diody Dl a čtvrtého rezistorů R4 zde není připojena mezi gate druhého unipolámího tranzistoru 02 a jeho source, ale mezi jeho gate a spoj sedmého rezistorů R7 a osmého rezistorů R8. Pátý kapacitor C5 slouží především jako opěrný bod pro usměrňovači činnost diody DL Ve všech ostatních aspektech činnosti je obvod z Obr. 7 shodný s obvodem z Obr. 6.

Stejně jako v případě obvodů s tranzistory typu JFET je i při užití tranzistorů typu MOS výhodné zvětšit napěťové zesílení ve zpětnovazební smyčce užitím impedanční zátěže Z drainu tranzistoru Ol ve tvaru laděného obvodu LC místo pouhého rezistorů. V obr. 8 je uvedeno zapojení varianty, která je shodná s obvodem podle Obr. 6, až na nahrazení šestého rezistorů R6 paralelním obvodem LI C4, naladěným na kmitočet elektromechanického rezonátoru XL Zařazením laděného obvodu se zvětší napěťové zesílení ve zpětnovazební smyčce; jinak je obvod funkčně shodný s obvodem podle Obr. 6. Obvod podle varianty uvedené na Obr. 8 je vhodný pro užití tranzistorů MOS s vodivým kanálem, tedy s kanálem vytvořeným i při nulovém napětí gate-source.

V případě použití užít tranzistorů MOS s indukovaným kanálem, je nutné gatům tranzistorů dodat dostatečné nenulové stejnosměrné předpětí v klidovém pracovním bodě, tj. při rozběhu obvodu. Tuto situaci řeší obvod podle Obr. 9. Obvod je shodný s obvodem podle Obr. 7, až na nahrazení šestého rezistorů R6 v drainu prvního unipolámího tranzistoru Q1 paralelním rezonančním obvodem LI C4, naladěným na kmitočet elektromechanického rezonátoru XL Jinak je tento obvod funkčně shodný s variantou z Obr. 7.

Uvedené příklady obvodů jsou kresleny pro unipolámí tranzistory s kanálem typu N, ale funkčně totožné obvody lze sestavit i s tranzistory s kanálem typu P. Jediný rozdíl v tomto případě je opačná polarita napájecího napětí Vnn. opačná polarita diody Dl u obvodů, kde je zařazená a samozřejmě je opačná i polarita stejnosměrné složky signálu, kterou obvody samočinně vytvářejí na gatech unipolámích tranzistorů Ol a 02.

Průmyslová využitelnost

Oscilátor s omezeným zatížením elektromechanického rezonátoru podle předkládaného řešení má široké využití, a to v měřicí technice, v automatizačních soustavách nebo v senzorových aplikacích.

Claims (6)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Oscilátor typu Butler s omezeným zatížením elektromechanického rezonátoru, vyznačující se tím, že je tvořen dvěma zesilovacími stupni s prvním unipolámím tranzistorem (Ql) v zapojení se společným gatem a druhým unipolámím tranzistorem (Q2) v zapojení a se společným drainem, ve kterých je mezi drain prvního unipolámího tranzistoru (Ql) a sběrnici napájecího napětí (V_DD), připojena zatěžovací impedance (Z) a mezi drain druhého unipolámího tranzistoru (Q2) a sběrnici napájecího napětí (V_DD) je připojen druhý rezistor (R2), dále je k drainu prvního unipolámího tranzistoru (Ql) zapojen jedním koncem první kapacitor (Cl), jehož druhý konec je připojen jednak ke gatu druhého unipolámího tranzistoru (Q2) a jednak ke spoji čtvrtého rezistorů (R4) a pátého rezistorů (R5), kde druhý konec čtvrtého rezistorů (R4) je spojen se společným vodičem nebo se sourcem druhého unipolámího tranzistoru (Q2) a druhý konec pátého rezistorů (R5) je spojen s gatem prvního unipolámího tranzistom (Ql), k němuž je současně připojen jeden konec druhého kapacitoru (C2), jehož druhý konec je spojen se společným vodičem, a současně source prvního unipolámího tranzistom (Ql) je spojen s jedním koncem třetího rezistorů (R3) a s jedním koncem elektromechanického rezonátoru (XI), jehož druhý konec je spojen se sourcem druhého unipolámího tranzistom (Q2), ke kterému je připojen jeden konec prvního rezistorů (Rl), přičemž druhé konce třetího rezistorů (R3) a prvního rezistorů (Rl) jsou spojeny se společným vodičem, a k drainu druhého unipolámího tranzistom (Q2) je jedním koncem připojen třetí kapacitor (C3), který je druhým koncem připojen k živé svorce výstupního napětí (V_out), jehož zemní svorka je spojena se společným vodičem.
2. 2. Oscilátor podle nároku 1, vyznačující se tím, že zatěžovací impedance (Z) je tvořena šestým rezistorem (R6).
3. 3. Oscilátor podle nároku 1, vyznačující se tím, že zatěžovací impedance (Z) je tvořená paralelním rezonančním obvodem sestávajícím z induktoru (Ll) a čtvrtého kapacitoru (C4), kde tento rezonanční obvod je naladěný na kmitočet rezonátoru (XI).
4. 4. Oscilátor podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že první unipolámí tranzistor (Ql) a druhý unipolámí tranzistor (Q2) jsou tranzistory JFET.
5. 5. Oscilátor podle některého z nároků laž3, vyznačující se tím, že první unipolámí tranzistor (Ql) a druhý unipolámí tranzistor (Q2) jsou tranzistory typu MOS, a paralelně ke čtvrtému rezistorů (R4) je připojena dioda (Dl), a to v případě tranzistorů MOS s kanálem N anodou ke gatu druhého unipolámího tranzistom (Q2) a katodou kjeho sourcu, v případě tranzistorů MOS s kanálem P je dioda (Dl) připojena opačně a napájecí napětí (Vdd) má opačnou polaritu.
6. 6. Oscilátor podle nároku 5, vyznačující se tím, že ke spoji druhého konce čtvrtého rezistorů (R4) a katody diody (Dl) je připojen spoj sedmého rezistorů (R7), osmého rezistoru (R8) a čtvrtého kapacitom (C5), přičemž druhý konec sedmého rezistorů (R7) a druhý konec pátého kapacitom (C5) jsou spojeny se společným vodičem, a druhý konec osmého rezistorů (R8) je spojen se sběrnicí napájecího napětí (V_DD).