RU2212091C2 - Кварцевый генератор стабилизированный по амплитуде - Google Patents
Кварцевый генератор стабилизированный по амплитудеInfo
- Publication number
- RU2212091C2 RU2212091C2 RU2001125093A RU2001125093A RU2212091C2 RU 2212091 C2 RU2212091 C2 RU 2212091C2 RU 2001125093 A RU2001125093 A RU 2001125093A RU 2001125093 A RU2001125093 A RU 2001125093A RU 2212091 C2 RU2212091 C2 RU 2212091C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- voltage
- differential
- amplifier
- Prior art date
Links
Landscapes
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в параметрических датчиках. Достигаемый технический результат - высокое отношение сигнал/шум и низкое содержание гармоник в выходном сигнале. Кварцевый генератор, стабилизированный по амплитуде, содержит дифференциальный операционный усилитель, кварцевый резонатор, мост Вина, управляемый напряжением аттенюатор, в качестве которого использован аналоговый умножитель напряжения типа переменной крутизны, выпрямитель напряжения и корректирующий усилитель с дифференциальным входом. 1 ил.
Description
Данное устройство используется в качестве источника синусоидальной э.д. с. параметрических датчиков (индуктивные, емкостные и т. п.) в измерительной технике. Преимущественная область применения таких датчиков это системы автоматического управления положением различных объектов, в частности, для измерения углового положения ротора гальванометрического сканатора.
Известны кварцевые генераторы, где для стабилизации амплитуды используются в качестве регулирующего элемента полевые транзисторы [1, 2]. Однако эти решения не позволяют получить синусоидальный сигнал с низким содержанием гармоник и высоким отношением сигнал/шум. Это связано с тем, что напряжение на полевом транзисторе должно быть достаточно низкой величины для снижения нелинейных искажений [3], даже использование более сложных схем аттенюаторов с полевыми транзисторами не позволяет значительно снизить искажения регулируемого сигнала.
Известно также, что в качестве управляемого напряжением аттенюатора можно использовать аналоговые умножители напряжения типа переменной крутизны [4, 5], позволяющие преобразовывать напряжения значительных величин с низким коэффициентом нелинейных искажений. Но простая замена управляемого делителя с полевым транзистором на аналоговый умножитель также не дает необходимого результата из-за наличия значительного уровня собстенных шумов (на один два порядка выше, чем у операционного усилителя (ОУ)).
В качестве прототипа выбрано устройство [2], содержащее наибольшее количество общих существенных признаков с заявляемым решением. Это устройство выполнено на дифференциальном ОУ с положительной обратной связью (ОС), замкнутой с его выхода на неинвертирующий вход через кварцевый резонатор и мост Вина. Стабилизация амплитуды сигнала генератора осуществляется путем изменения глубины отрицательной ОС, образованной последовательным включением выпрямителя, задающего устройства (стабилитрон) и параллельно соединенных конденсатора и резистора (цепь коррекции), одним выводом которые соединены с общим проводом, другим - с входом управляемого аттенюатора. Аттенюатор выполнен на полевом транзисторе и включен между выходом ОУ и его инвертирующим входом. При реализации генератора по данной структуре необходимо иметь низкое значение сигнала на полевом транзисторе, что приводит к значительному коэффициенту усиления ОУ, а значит, и повышенной величине шумов. Увеличение сопротивления канала полевого транзистора с целью снижения коэффициента усиления ОУ приводит к значительным нелинейным искажениям из-за модуляции сопротивления канала полевого транзистора напряжением на его стоке. Даже значительное снижение напряжения на полевом транзисторе с целью уменьшения паразитной модуляции канала по стоку не позволяет заметно снизить нелинейные искажения сигнала генератора. Это связано с наличием высших гармоник в выходном сигнале выпрямителя, которые невозможно устранить без значительного сужения полосы пропускания цепи коррекции в петле отрицательной ОС, что привело бы к сильному снижению быстродействия по управлению.
Сущность изобретения состоит в том, что в качестве управляемого напряжением аттенюатора использован аналоговый умножитель напряжения типа переменной крутизны, соединенный одним входом с выходом ОУ, другим с выходом корректирующего усилителя с дифференциальным входом (ДКУ). Инвертирующий вход ДКУ соединен с выходом выпрямителя, вход которого соединен с выходом ОУ. К неинвертирующему входу ДКУ подключен выход задающего устройства. Выход умножителя соединен с одним выводом кварцевого резонатора (КР), а другой - с входом моста Вина, выход которого соединен с неинвертирующим входом ОУ. Инвертирующий вход ОУ соединен через резисторный делитель R1, R2 с выходом ОУ.
Основной отличительной особенностью данного решения является то, что КР включен между входом ОУ и выходом умножителя. Таким образом, положительная обратная связь (ОС) (выход ОУ, умножитель, КР, мост Вина, неинвертирующий вход ОУ) и отрицательная ОС (выход ОУ, выпрямитель, ДКУ, умножитель, КР, мост Вина, неинвертирующий вход ОУ) замыкаются через КР. Т.к. КР обладает высокой добротностью, это обеспечивает хорошую фильтрацию сигналов по обеим петлям ОС и позволяет значительно снизить шумовое напряжение умножителя и высшие гармоники выпрямителя, что и обеспечивает необходимый эффект - высокое отношение сигнал/шум и низкое содержание гармоник в выходном сигнале генератора при хорошем быстродействии на изменение управляющего напряжения, поступающего от задающего устройства. Кроме того, существенно упрощается выпрямитель вплоть до однополупериодного, и фильтр коррекции ДКУ может быть реализован в виде интегрирующего звена или инерционного звена низкого порядка.
На чертеже показана конкретная реализация стабилизированного по амплитуде кварцевого генератора. Выпрямитель выполнен по однополупериодной схеме на одном диоде. ДКУ выполняет две функции: усилителя ошибки и динамического корректирующего звена (выполненного в виде интегратора). Аналоговый умножитель реализован на микросхеме КР525ПС2 (AD633). Кварцевый резонатор часового типа РК32768.
При использовании ОУ типа КР544УД2А отношение с/ш составляет более 105, а высшие гармоники находятся на уровне менее 10-4.
Функционирует схема генератора следующим образом: при включении напряжения питания в начальный момент времени сигнал на выходе генератора отсутствует (на выходе ОУ), при этом на выходе ДКУ устанавливается максимальная величина выходного напряжения положительной полярности, т.к. на неинвертирующий вход корректирующего усилителя с дифференциальным входом поступает положительное напряжение с задающего устройства, что обеспечивает максимальный коэффициент передачи по цепи положительной ОС и способствует возникновению синусоидальных колебаний на выходе ОУ с частотой кварцевого резонатора. Демодулированное напряжение на выходе выпрямителя нарастает до величины напряжения на выходе задающего устройства, что снижает величину выходного напряжения ДКУ и стабилизирует величину амплитуды выходного напряжения ОУ, амплитуда которого определяется величиной напряжения на выходе задающего устройства.
Литература
1. Н 03 В 5/32, N 2020726, Кварцевый генератор с автоматической регулировкой амплитуды, Борисенко А.Л. и др.
1. Н 03 В 5/32, N 2020726, Кварцевый генератор с автоматической регулировкой амплитуды, Борисенко А.Л. и др.
2. А.Г. Алексенко и др. Применение прецизионных аналоговых ИС, М.: Радио и связь, 1981, стр.133, рис.5.6.
3. А.Г. Алексенко и др. Применение прецизионных аналоговых ИС, М.: Радио и связь, 1981, стр.63, 64.
4. А.Г. Алексенко и др. Применение прецизионных аналоговых микросхем, М. : Радио и связь, 1985, стр.79, 80.
5. Справочник по нелинейным схемам (Проектирование устройств на базе аналоговых функциональных модулей и интегральных схем), под редакцией Д. Шейнголда, перевод с английского под ред. В.В. Малинина, M.: Мир, 1977, стр.228.
Claims (1)
- Кварцевый генератор стабилизированный по амплитуде, содержащий дифференциальный операционный усилитель, кварцевый резонатор, мост Вина, выход которого соединен с неинвертирующим входом дифференциального операционного усилителя, а вход - с одним выводом кварцевого резонатора, управляемый напряжением аттенюатор, выпрямитель напряжения, вход которого соединен с выходом дифференциального операционного усилителя, отличающийся введением корректирующего усилителя с дифференциальным входом, а в качестве управляемого напряжением аттенюатора использован аналоговый умножитель напряжения типа переменной крутизны, причем один вход аналогового умножителя напряжения типа переменной крутизны соединен с выходом дифференциального операционного усилителя, второй - с выходом корректирующего усилителя с дифференциальным входом, инвертирующий вход которого соединен с выходом выпрямителя напряжения, выход аналогового умножителя напряжения типа переменной крутизны соединен с другим выводом кварцевого резонатора, а инвертирующий вход дифференциального операционного усилителя соединен с его выходом через резисторный делитель, корректирующий усилитель с дифференциальным входом выполняет функции усилителя ошибки и динамического корректирующего звена.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001125093A RU2212091C2 (ru) | 2001-09-14 | 2001-09-14 | Кварцевый генератор стабилизированный по амплитуде |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001125093A RU2212091C2 (ru) | 2001-09-14 | 2001-09-14 | Кварцевый генератор стабилизированный по амплитуде |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001125093A RU2001125093A (ru) | 2003-07-27 |
RU2212091C2 true RU2212091C2 (ru) | 2003-09-10 |
Family
ID=29776924
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001125093A RU2212091C2 (ru) | 2001-09-14 | 2001-09-14 | Кварцевый генератор стабилизированный по амплитуде |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2212091C2 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2498498C1 (ru) * | 2012-11-16 | 2013-11-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Алмаз-Фазотрон" | Малошумящий кварцевый генератор с автоматической регулировкой усиления |
RU169579U1 (ru) * | 2016-07-06 | 2017-03-23 | Акционерное общество "Морион" | Эквивалент генератора для контроля параметров кварцевых резонаторов в процессе и после воздействия импульсных гамма- нейтронных излучений |
RU2619714C1 (ru) * | 2016-07-18 | 2017-05-17 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Генератор |
RU2748218C1 (ru) * | 2020-02-04 | 2021-05-21 | Алексей Валерьевич Голубев | Сверхмалошумящий кварцевый генератор |
-
2001
- 2001-09-14 RU RU2001125093A patent/RU2212091C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
АЛЕКСЕНКО А.Г. и др. Применение прецизионных аналоговых И.С. - М.: Радио и связь, 1981, с.133-134. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2498498C1 (ru) * | 2012-11-16 | 2013-11-10 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Алмаз-Фазотрон" | Малошумящий кварцевый генератор с автоматической регулировкой усиления |
RU169579U1 (ru) * | 2016-07-06 | 2017-03-23 | Акционерное общество "Морион" | Эквивалент генератора для контроля параметров кварцевых резонаторов в процессе и после воздействия импульсных гамма- нейтронных излучений |
RU2619714C1 (ru) * | 2016-07-18 | 2017-05-17 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Генератор |
RU2748218C1 (ru) * | 2020-02-04 | 2021-05-21 | Алексей Валерьевич Голубев | Сверхмалошумящий кварцевый генератор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3327911B2 (ja) | 混信キャンセル回路 | |
US4918338A (en) | Drain-biassed transresistance device for continuous time filters | |
US6798678B2 (en) | Frequency voltage converter | |
US4873491A (en) | Phase shift circuit utilizing a variable time delay line | |
JPS60500395A (ja) | 同調可能なアクテイブ・フイルタ | |
JPH08116214A (ja) | 関数発生装置及び温度補償付き発振回路 | |
RU2212091C2 (ru) | Кварцевый генератор стабилизированный по амплитуде | |
CN110855242B (zh) | 一种基于电压变化量的晶体振荡器抗振补偿装置及方法 | |
Islam et al. | A programmable sustaining amplifier for flexible multimode MEMS-referenced oscillators | |
US4122414A (en) | CMOS negative resistance oscillator | |
JP3762022B2 (ja) | コンパンディング積分器 | |
Osa et al. | MOSFET-C sinusoidal oscillator with variable frequency and amplitude | |
SE9102605D0 (sv) | Oscillator uppbygd kring ecl-linereceiver | |
CA2401482C (en) | Highly accurate digital to analog converter | |
JPS6230410A (ja) | 電圧制御発振回路 | |
JPS5974710A (ja) | クォードラチャ検波器 | |
JPH07297641A (ja) | クロック発振器 | |
RU2001125093A (ru) | Кварцевый генератор стабилизированный по амплитуде | |
KR950005161B1 (ko) | Fm복조회로 | |
EP1304806B1 (en) | Integrated temperature compensated crystal oscillator circuit | |
SU1513595A1 (ru) | Устройство дл управлени преобразователем с широтно-импульсной модул цией | |
RU1835085C (ru) | Источник опорного напр жени | |
SU1075364A1 (ru) | Управл емый автогенератор | |
JPH0629742A (ja) | 温度補償型発振器 | |
SU1580522A1 (ru) | Формирователь частотно-модулированных сигналов |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150915 |