RU11941U1

RU11941U1 - THERMAL COMPENSATED QUARTZ GENERATOR

Info

Publication number: RU11941U1
Application number: RU99106319/20U
Authority: RU
Inventors: Г.Б. Альтшуллер; А.К. Волотов
Original assignee: Воронежский научно-исследовательский институт связи
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 1999-11-16

Abstract

Термокомпенсированный кварцевый генератор, содержащий термозависимый потенциометр, кусочно-нелинейный формирователь термозависимого напряжения, первые выводы которых соединены с источником питания, а вторые выводы соединены с общей шиной, последовательно соединенные реактивное сопротивление и активную часть, второй вывод которой соединен с общей шиной, кварцевый резонатор, первый и второй варикапы, причем третий вывод термозависимого потенциометра соединен с первым выводом первого варикапа, отличающийся тем, что введен корректор частоты, первый вывод которого соединен с первыми выводами термозависимого потенциометра и кусочно-нелинейного формирователя термозависимого напряжения, второй вывод соединен с общей шиной, третий вывод соединен с общей точкой реактивного сопротивления и второго варикапа, второй вывод которого соединен с третьим выводом кусочно-нелинейного формирователя термозависимого напряжения и первым выводом кварцевого резонатора, второй вывод которого соединен с точкой соединения термозависимого потенциометра и первого варикапа, второй вывод которого соединен с общей шиной.A thermally compensated quartz oscillator containing a thermally dependent potentiometer, a piecewise nonlinear thermocouple voltage shaper, the first terminals of which are connected to a power source, and the second terminals are connected to a common bus, the reactance and the active part are connected in series, the second terminal of which is connected to a common bus, a quartz resonator, the first and second varicaps, the third terminal of the thermally dependent potentiometer connected to the first terminal of the first varicap, characterized in that a corrector h is introduced astoti, the first terminal of which is connected to the first terminals of the thermally dependent potentiometer and the piecewise-nonlinear shaper of the thermally dependent voltage, the second terminal is connected to the common bus, the third terminal is connected to the common point of the reactance and the second varicap, the second terminal of which is connected to the third terminal of the piecewise-nonlinear thermally dependent shaper voltage and the first output of the quartz resonator, the second output of which is connected to the connection point of the thermally dependent potentiometer and the first varicap, the second output which is connected to the common bus.

Description

ТЕРМОКОШЕНа РОВАННЫй КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОРMOBILE QUARTZ GENERATOR

Предполагаемая полезная модель относится к области радиотехники и может использоваться для повышения стабильности частоты радиопередающих и радиоприемных устройств радиоаппаратуры.The proposed utility model relates to the field of radio engineering and can be used to increase the frequency stability of radio transmitting and receiving devices of radio equipment.

Известны кварцевые генераторы с компенсацией частоты при помощи термозависимого потенциометра и варикапа, описаннщ|е в книге Альтшуллера Г.Б. Управление частотой кварцевых генераторов, М., Связь, i975r. Недостатком таких генераторов является влияние изменения частоты на напряжение компенсации и невозможность дистанционной коррекции частоты для уменьшения старения кварцевого резонатора.Known crystal oscillators with frequency compensation using a thermosensitive potentiometer and varicap, described in the book of Altshuller GB Frequency control of crystal oscillators, M., Communication, i975r. The disadvantage of such generators is the influence of frequency changes on the compensation voltage and the inability to remotely adjust the frequency to reduce aging of the quartz resonator.

Наиболее близким к предлагаемому является кварцевый генератор, описанный в книге Альтшуллера Г.Б,, Елфимова Н.Н., Шакулина В,Г. Экономичные миниатюрные кварцевые генераторы, М., Связь, 1979г., стр.95 рис.б.7а.Closest to the proposed is a quartz generator described in the book of Altshuller G.B., Elfimova NN, Shakulina V, G. Economical miniature quartz oscillators, M., Communication, 1979, p. 95 fig. B.7a.

Эквивалентная схема такого генератора представлена на фиг.1, где обозначено:An equivalent circuit of such a generator is presented in figure 1, where it is indicated:

1- термозависимый потенциометр,1- thermally dependent potentiometer,

2- кусочно-нелинейный формирователь термозависимого напряжения2- piecewise nonlinear shaper of thermally dependent voltage

точной компенсации, 3,4 - варикапы,accurate compensation, 3.4 - varicaps,

5- кварцевый резонатор,5 quartz resonator

7 реактивное сопротивление для выбора необходимой расстройки, 6 - активная часть генератора,7 reactance to select the necessary detuning, 6 - the active part of the generator,

Устройство представляет собой генератор с двойной термокомпенсацией.The device is a dual temperature compensation generator.

НОЗВ 5/32 NOS 5/32

Первый вывод термозависимого потенциометра i объединен с первым выводом кусочно-нелинейного формирователя термозависимого напряжения 2, вторые выводы которых соединены с общей шиной,The first terminal of the thermally dependent potentiometer i is combined with the first terminal of the piecewise-nonlinear former of the thermally dependent voltage 2, the second terminals of which are connected to a common bus,

Третий вывод термозависимого потенщометра I через реактивное сопротивление 7 соединен с активной частью 8. Между точкой соединения термозависимого потенциометра I и реактивного сопротивления V присоединены варикапы 3 и 4, включенные навстречу друг другу, и последовагельно с ними кварцевый резонатор 5, второй вывод которого соединен с общей шиной. Meayiy точкой соединения варикапов 3 и 4 и общей шиной присоединен резистор 6. Третий вывод кусочно-нелинейного формирователя термозависимого напряжения 2 соединен с общей точкой второго варикапа 4 и кварцевого резонатора 5.The third output of the temperature-dependent potentiometer I through reactance 7 is connected to the active part 8. Between the connection point of the temperature-dependent potentiometer I and reactance V are connected varicaps 3 and 4, connected towards each other, and sequentially with them a quartz resonator 5, the second output of which is connected to a common by bus. Meayiy a resistor 6 is connected to the connection point of the varicaps 3 and 4 and a common bus. The third output of the piecewise-non-linear shaper of the temperature-dependent voltage 2 is connected to the common point of the second varicap 4 and the quartz resonator 5.

Работает устройство следующим образом,The device operates as follows,

Первичная термокомпенсация осуществляется подачей напряжения с термозависимого потенциометра I на варикап 3, включенного последовательно с варикапом 4 и кварцевым резонатором 5, Параметры термопотенциометра I выбираются таким образом, чтобы напряжение на варикапе 3, а, следовательно, его емкость и частота изменялись с температурой противоположно изменению частоты кварцевого генератора. Этим достигается предварительная термокомпенсация. Для дальнейшего повышения стабильности частоты служит точная компенсация, которая обеспечивается кусочно-нелинейным формирователем напряжения 2, с которого напряжение подается на варикап 4, зшеньшая температурную нестабильность частоты кварцевого генератора после предварительной компенсации.The primary temperature compensation is carried out by applying voltage from a thermally dependent potentiometer I to varicap 3, connected in series with varicap 4 and a quartz resonator 5. crystal oscillator. This achieves preliminary thermal compensation. To further increase the frequency stability, accurate compensation is provided, which is provided by a piecewise-non-linear voltage driver 2, from which voltage is supplied to varicap 4, the lowest temperature instability of the frequency of the crystal oscillator after preliminary compensation.

Недостатками этой схемы являются некоторое влияние одного изменения частоты, за счет компенсации с помощью термозависимого потенциометра 1 и варикапа 3, на напряжение точной компенсации, за счет изменения обратных токов варикапов 3,4 из-за общего резистора 6, и невозможность производства дистанционной коррекщи частоты для уменьшения старения кварцевого резонатора 5.The disadvantages of this scheme are a certain influence of one frequency change, due to compensation with the help of a temperature-dependent potentiometer 1 and varicap 3, on the voltage of accurate compensation, due to a change in reverse currents of varicaps 3.4 due to the common resistor 6, and the impossibility of producing a remote frequency correction for reduce aging quartz resonator 5.

Для устранения этого недостатка в устройство, содержащее термозависимый потенциометр, кусочно-нелинейный формирователь напряжения, первые выводы которых объединены, а вторые выводы их соединены с общей шиной, последовательно соединенные реактивное сопротивление и активную часть, второй вывод которой соединен с общей шиной, кварцевый резонатор, первый и второй варикапы, причем третий вывод термозависимого потенциометра соединен с первым выводом первого варикапа, введен корректор частоты, первый вывод которого соединен с первыкш выводами термозависимого потенциометра и кусочно-нелинейного формирователя напряжения, второй вывод соединен с общей шиной, а третий - с точкой соединения реактивного сопротивления и второго варикапа, второй вывод которого соединен с третьим выводом кусочно-нелинейного Формирователя и первым выводом кварцевого резонатора, второй вывод которого соединен с точкой соединения термопотенциометра и первого варикапа, второй вывод которого соединен с общей шиной.To eliminate this drawback, a device containing a thermally dependent potentiometer, a piecewise-nonlinear voltage driver, the first conclusions of which are combined, and the second conclusions are connected to a common bus, the reactance and the active part are connected in series, the second output of which is connected to a common bus, a quartz resonator, the first and second varicaps, the third terminal of the thermally dependent potentiometer connected to the first terminal of the first varicap, a frequency corrector is introduced, the first terminal of which is connected to the primary terminal by a thermally dependent potentiometer and a piecewise nonlinear voltage driver, the second terminal is connected to a common bus, and the third is connected to the connection point of reactance and the second varicap, the second terminal of which is connected to the third terminal of the piecewise nonlinear former and the first terminal of the quartz resonator, the second terminal of which is connected with the connection point of the thermopotentiometer and the first varicap, the second output of which is connected to a common bus.

На фиг.2 представлена схема предлагаемого устройства, где обозначено:Figure 2 presents a diagram of the proposed device, where it is indicated:

1 - термозависимый потенциометр,1 - thermally dependent potentiometer,

Z - кусочно-нелинейный фсурмирователь термозависимого напряжения,Z is a piecewise nonlinear temperature dependent voltage finisher,

3,4 - варикапы,3.4 - varicaps,

5- кварцевый резонатор,5 quartz resonator

6- корректор частоты,6- frequency corrector,

7- реактивное сопротивление дл,я выбора необходимой расстройки,7- reactance dl, I choose the necessary detuning,

8- активная часть генератора,8- active part of the generator,

Предлагаемое устройство содержит кусочно-нелинейный преобразователь термозависимого напряжения 2, термозависимый потенциометр 1, корректор частоты б, первые выводы которых объединены, а вторые выводы соединены с общей шиной. Третий вывод корректора частоты б соединен с точкой соединения первого вывода второго варикапа 4 и реактивного сопротивления 7, второй вывод которого соединен с первым выводом активной части 8. Третий вывод кусочно-нелинейного формирователя Z соединен с точкой соединения второго вывода второго варикапа 4 и первым выводом резонатора 5, Точка соединения второго вывода резонатора о и первого вывода первого варикапа 3 соединена с третьим выводом термозависимого потенциометра 1, Вторые выводы первого варикапа 3 и активной части 8 соединены с общей шиной.The proposed device contains a piecewise-nonlinear converter of thermally dependent voltage 2, thermally dependent potentiometer 1, frequency corrector b, the first conclusions of which are combined, and the second conclusions are connected to a common bus. The third output of the frequency corrector b is connected to the connection point of the first output of the second varicap 4 and reactance 7, the second output of which is connected to the first output of the active part 8. The third output of the piecewise-nonlinear driver Z is connected to the connection point of the second output of the second varicap 4 and the first resonator output 5, The connection point of the second output of the resonator o and the first output of the first varicap 3 is connected to the third output of the thermally dependent potentiometer 1, The second conclusions of the first varicap 3 and the active part 8 are connected to the common her tire.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

В предлагаемом устройстве осуществл.яется двойная термокомпенсация. Первичная (грубая) термокомпенсация осуществл.яется подачей напряжения на термозависимый потенциометр I и варикап 3. Параметры термопотенциометра I выбираются таким образом, чтобы напряжение на варикапе 3, а, следовательно, его емкость и частота изменялись с температурой противоположно изменению частоты кварцевого генератора. Цепи варикапов 3 и 4 по постоянному току разделены кварцевым резонатором 5.The proposed device provides double temperature compensation. The primary (coarse) thermal compensation is carried out by applying voltage to the thermally dependent potentiometer I and varicap 3. The parameters of the thermopotentiometer I are chosen so that the voltage on varicap 3, and therefore its capacitance and frequency, changes with temperature opposite to the frequency variation of the crystal oscillator. The DC varicaps 3 and 4 are separated by a quartz resonator 5.

Точная компенсация осуществляется за счет кусочно-нелинейного формирователя 2. Папряжение с блока 2 поступает на варикап 4, а через него на кварцевый резонатор 5. Другой вывод варикапа 4 соединен с корректором б, который представл.яет собой переменный резистор, включенный как потенциометр. Благодаря малой крутизне управления варикапа 4 и малых пределов перестройки корректор частоты 6 оказывает малое влияние на эффект термокомпенсации.Accurate compensation is carried out by a piecewise-non-linear shaper 2. The pairing from block 2 goes to varicap 4, and through it to a quartz resonator 5. Another output of varicap 4 is connected to corrector b, which is a variable resistor connected as a potentiometer. Due to the small steepness of control of varicap 4 and small tuning limits, the frequency corrector 6 has little effect on the effect of thermal compensation.

За счет разделения цепей подачи напряжения на варикапы 3 и 4 повышается стабильность частоты, уменьшается долговременная стабильность частоты, за счет возможности дистанционной подстройки частоты уменьшается старение кварцевого генератора, в основном за счет уменьшения старения кварцевого резонатора 5.Due to the separation of the voltage supply circuits for varicaps 3 and 4, the frequency stability increases, the long-term frequency stability decreases, due to the possibility of remote frequency adjustment, the aging of the crystal oscillator is reduced, mainly due to the reduction of aging of the crystal 5.

Патентообла,цатель - Воронежский НЖ Зам.главного инженера связи. Снежно Ю.В.Patentoble, founder - Voronezh National Journal of the Deputy Chief Communications Engineer. Snezhno Yu.V.

Claims

A thermally compensated quartz oscillator containing a thermally dependent potentiometer, a piecewise nonlinear thermocouple voltage shaper, the first terminals of which are connected to a power source, and the second terminals are connected to a common bus, the reactance and the active part are connected in series, the second terminal of which is connected to a common bus, a quartz resonator, the first and second varicaps, the third terminal of the thermally dependent potentiometer connected to the first terminal of the first varicap, characterized in that a corrector h is introduced astoti, the first terminal of which is connected to the first terminals of the thermally dependent potentiometer and the piecewise-nonlinear shaper of the thermally dependent voltage, the second terminal is connected to the common bus, the third terminal is connected to the common point of the reactance and the second varicap, the second terminal of which is connected to the third terminal of the piecewise-nonlinear thermally dependent shaper voltage and the first output of the quartz resonator, the second output of which is connected to the connection point of the thermally dependent potentiometer and the first varicap, the second output which is connected to the common bus.