RU2319285C1 - Crystal oscillator - Google Patents

Crystal oscillator Download PDF

Info

Publication number
RU2319285C1
RU2319285C1 RU2006133563/09A RU2006133563A RU2319285C1 RU 2319285 C1 RU2319285 C1 RU 2319285C1 RU 2006133563/09 A RU2006133563/09 A RU 2006133563/09A RU 2006133563 A RU2006133563 A RU 2006133563A RU 2319285 C1 RU2319285 C1 RU 2319285C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transistor
capacitor
common
output
base
Prior art date
Application number
RU2006133563/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Владимирович Шерышев
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения им. академика Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦ АП")
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения им. академика Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦ АП") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения им. академика Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦ АП")
Priority to RU2006133563/09A priority Critical patent/RU2319285C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2319285C1 publication Critical patent/RU2319285C1/en

Links

Landscapes

  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering; master oscillators for radio-transmitting equipment.
SUBSTANCE: proposed crystal oscillator has two transistors of which one incorporates common-base stage and other one, common-collector stage; oscillatory circuit; quartz resonator; interlocking capacitor; two isolating capacitors; two resistors; choke coil; two resistive voltage dividers; capacitor.
EFFECT: enhanced operating stability of common-collector stage, extended operating temperature range.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при построении задающих генераторов радиопередающих устройств.The invention relates to the field of radio engineering and can be used in the construction of master generators of radio transmitting devices.

Известен кварцевый генератор (КГ), содержащий два каскада на транзисторах с общей базой (ОБ) и с общим коллектором (ОК), резисторы, делитель напряжения транзистора, кварцевый резонатор, включенный между эмиттерами транзисторов, блокировочный конденсатор (А.С. СССР №432655, опубл. 15.06.1974, Н03В 5/32). Однако данный кварцевый генератор не обеспечивает достаточную стабильность работы каскада с общим коллектором.Known crystal oscillator (KG), containing two stages on transistors with a common base (OB) and with a common collector (OK), resistors, a voltage divider of the transistor, a quartz resonator connected between the emitters of transistors, a blocking capacitor (AS USSR No. 432655 , publ. 06/15/1974, Н03В 5/32). However, this crystal oscillator does not provide sufficient stability of the cascade with a common collector.

В качестве наиболее близкого аналога может быть принят кварцевый генератор, известный в литературе как схема Батлера (А.Ф.Плонский и др., «Транзисторные автогенераторы метровых волн, стабилизированные на механических гармониках кварца», изд. Связь, М., 1969 г., стр.125-126), содержащий два каскада усиления на транзисторах, один из которых выполнен с общей базой (ОБ), а другой - эмиттерный повторитель - с общим коллектором (ОК), параллельный LC-контур, образованный конденсатором и катушкой, резистивные делители напряжения первого и второго транзисторов, блокировочный конденсатор и кварцевый резонатор, включенный между эмиттерами транзисторов.As the closest analogue, a quartz generator, known in the literature as the Butler circuit (A.F. Plonsky et al., "Transistor meter wave oscillators stabilized at the mechanical harmonics of quartz," published by Svyaz, Moscow, 1969), can be taken. , p. 125-126), containing two amplification stages on transistors, one of which is made with a common base (OB), and the other is an emitter follower - with a common collector (OK), a parallel LC circuit formed by a capacitor and a coil, resistive voltage dividers of the first and second transistor c, a blocking capacitor and a quartz resonator connected between the emitters of the transistors.

Эти схемы широко известны, имеют целый ряд положительных свойств и обеспечивают нулевой сдвиг фаз в цепи возбуждения.These schemes are widely known, have a number of positive properties and provide zero phase shift in the excitation circuit.

Однако в генераторах, построенных по схеме Батлера, входное сопротивление эмиттерного повторителя (ЭП) в основном определяется резистивным делителем напряжения в цепи базы. Для того чтобы входное сопротивление ЭП не шунтировало колебательный контур каскада с ОБ, обычно применяют достаточно высокоомный делитель напряжения в цепи базы каскада с ОК. В то же время для обеспечения стабильного режима работы каскада с ОК при работе в широком диапазоне температур и изменении напряжения питания сопротивление делителя напряжения в цепи базы каскада с ОК должно быть значительно меньше, чем входное сопротивление схемы ЭП.However, in generators built according to the Butler circuit, the input resistance of the emitter follower (EF) is mainly determined by the resistive voltage divider in the base circuit. In order for the input impedance of the electric drive to not shunt the oscillatory circuit of the cascade with OB, a rather high-resistance voltage divider is usually used in the base circuit of the cascade with OK. At the same time, to ensure stable operation of the cascade with OK when working in a wide temperature range and changing the supply voltage, the resistance of the voltage divider in the base circuit of the cascade with OK should be much less than the input resistance of the EP circuit.

Целью настоящего изобретения является повышение стабильности работы каскада с ОК и расширение температурных границ работы КГ.The aim of the present invention is to increase the stability of the cascade with OK and the expansion of the temperature limits of the CG.

Сущность изобретения заключается в том, что в кварцевом генераторе, содержащем два каскада усиления на транзисторах, один из которых выполнен с общей базой, а другой - с общим коллектором, колебательный LC-контур, образованный конденсатором и катушкой индуктивности и включенный в коллекторную цепь транзистора каскада с ОБ, кварцевый резонатор, включенный между эмиттерами транзисторов, согласно изобретению введены конденсатор, который включен между эмиттером второго транзистора и отводом резистивного делителя напряжения второго транзистора, и дроссель, первый вывод которого подключен к отводу резистивного делителя напряжения второго транзистора, а второй вывод - к базе второго транзистора. Указанное включение конденсатора приводит к резкому возрастанию входного сопротивления ЭП на высоких частотах, что позволяет уменьшить сопротивление делителя напряжения в цепи базы каскада с ОК, а указанное включение высокочастотного дросселя позволяет уменьшить сопротивление по постоянному току в цепи базы каскада с ОК с целью повышения стабильности режима работы схемы.The essence of the invention lies in the fact that in a crystal oscillator containing two amplification stages on transistors, one of which is made with a common base, and the other with a common collector, an LC oscillatory circuit formed by a capacitor and an inductor and included in the collector circuit of the cascade transistor with OB, a quartz resonator connected between the emitters of transistors, according to the invention, a capacitor is inserted, which is connected between the emitter of the second transistor and the tap of the resistive voltage divider of the second trans a torus, and a choke, the first terminal of which is connected to a tap of the resistive voltage divider of the second transistor, and the second terminal is connected to the base of the second transistor. The indicated inclusion of the capacitor leads to a sharp increase in the input impedance of the electric drive at high frequencies, which reduces the resistance of the voltage divider in the base circuit of the cascade with OK, and the specified inclusion of the high-frequency inductor reduces the resistance to direct current in the base circuit of the cascade with OK in order to increase the stability of the operating mode scheme.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого КГ.The drawing shows a schematic diagram of the proposed KG.

Кварцевый генератор содержит первый (1) транзистор, эмиттер которого через резистор (5) подключен к общей шине питания (17), первый (4 и 3) резистивный делитель напряжения, который включен между шиной питания (16) и общей шиной (17), отвод которого подключен к базе первого (1) транзистора, блокировочный конденсатор (12), включенный между общей шиной (17) и базой первого (1) транзистора, второй (2) транзистор, коллектор которого подключен к шине питания (16), а эмиттер через резистор (8) к общей шине (17), второй (7 и 6) резистивный делитель напряжения, который включен между шиной питания (16) и общей шиной (17), первый (11) и второй (18) разделительные конденсаторы, колебательный контур, состоящий из конденсатора (10) и катушки индуктивности (9), кварцевый резонатор (13), который включен между эмиттерами первого (1) и второго (2) транзисторов. При этом первый вывод катушки индуктивности соединен с первым выводом конденсатора, второй вывод - с вторым выводом конденсатора и шиной питания, первый отвод - с коллектором первого транзистора, второй отвод - через первый разделительный конденсатор с базой второго транзистора, третий отвод - с первым выводом второго разделительного конденсатора, второй вывод которого является выходом генератора (первый, второй и третий отводы делят катушку индуктивности на четыре части, число витков в каждой из них выбирается экспериментально в зависимости от параметров конструктивных элементов генератора). Каждый делитель напряжения представляет собой цепь из двух последовательно соединенных резисторов, включенную между шиной питания и общей шиной. При этом подключение отвода каждого делителя напряжения к указанному объекту обеспечивает соответствующее соединение точки связи между двумя последовательно соединенными резисторами делителя с указанным объектом.The crystal oscillator contains a first (1) transistor, the emitter of which is connected through a resistor (5) to a common power bus (17), a first (4 and 3) resistive voltage divider, which is connected between the power bus (16) and the common bus (17), the tap of which is connected to the base of the first (1) transistor, a blocking capacitor (12) connected between the common bus (17) and the base of the first (1) transistor, a second (2) transistor, the collector of which is connected to the power bus (16), and the emitter through a resistor (8) to a common bus (17), a second (7 and 6) resistive voltage divider, which includes between the power bus (16) and the common bus (17), the first (11) and second (18) isolation capacitors, an oscillating circuit consisting of a capacitor (10) and an inductor (9), a quartz resonator (13), which is connected between emitters of the first (1) and second (2) transistors. In this case, the first terminal of the inductor is connected to the first terminal of the capacitor, the second terminal is connected to the second terminal of the capacitor and the power rail, the first branch is connected to the collector of the first transistor, the second branch is connected through the first isolation capacitor with the base of the second transistor, and the third branch is connected to the first terminal of the second a separation capacitor, the second output of which is the output of the generator (the first, second and third taps divide the inductor into four parts, the number of turns in each of them is selected experimentally dependent aw of the parameters of the structural elements of the generator). Each voltage divider is a circuit of two series-connected resistors connected between the power bus and the common bus. Moreover, the connection of the tap of each voltage divider to the specified object provides the corresponding connection of the communication point between two series-connected resistors of the divider with the specified object.

В кварцевый генератор введены конденсатор (15), который включен между эмиттером второго транзистора и отводом второго резистивного делителя напряжения, и дроссель (14), первый вывод которого подключен к отводу второго резистивного делителя напряжения, а второй вывод подключен к базе второго транзистора.A capacitor (15) is introduced into the crystal oscillator, which is connected between the emitter of the second transistor and the tap of the second resistive voltage divider, and a choke (14), the first pin of which is connected to the tap of the second resistive voltage divider, and the second pin is connected to the base of the second transistor.

Кварцевый генератор работает следующим образомThe crystal oscillator operates as follows

При включении питания в колебательном контуре 9, 10 возникают колебания на частоте последовательного резонанса кварцевого резонатора 13 и поступают на базу транзистора 2. Часть сигнала с эмиттера транзистора 2 по цепи следящей обратной связи через конденсатор 15 и дроссель 14 поступает на базу транзистора 2, а другая часть поступает на кварцевый резонатор 13, включенный в цепь положительной обратной связи. Затем сигнал, усиленный транзистором 1, поступает на колебательный контур, замыкая цепь положительной обратной связи. Амплитудное условие возникновения колебаний в генераторе обеспечивается необходимым усилением по напряжению, создаваемым возбудителем на транзисторах 1 и 2.When the power is turned on in the oscillatory circuit 9, 10, oscillations occur at the frequency of the series resonance of the quartz resonator 13 and go to the base of the transistor 2. Part of the signal from the emitter of the transistor 2 through the servo feedback circuit through the capacitor 15 and the inductor 14 goes to the base of the transistor 2, and the other part goes to the quartz resonator 13, included in the positive feedback circuit. Then the signal amplified by the transistor 1, enters the oscillatory circuit, closing the positive feedback circuit. The amplitude condition for the occurrence of oscillations in the generator is provided by the necessary voltage gain created by the exciter on transistors 1 and 2.

За счет включения в цепь следящей обратной связи конденсатора 15 и дросселя 14 возрастает входное сопротивление каскада с ОК, что позволяет уменьшить сопротивление делителя напряжения (7 и 6) и улучшить режим работы транзистора 2, благодаря чему КГ может работать в более широком диапазоне температур. Выходной сигнал кварцевого генератора снимается с второго вывода второго разделительного конденсатора.Due to the inclusion of a capacitor 15 and an inductor 14 in the servo feedback circuit, the input resistance of the cascade with OK increases, which reduces the resistance of the voltage divider (7 and 6) and improves the operation mode of transistor 2, so that the KG can operate in a wider temperature range. The output signal of the crystal oscillator is removed from the second output of the second isolation capacitor.

Таким образом, использование следящей обратной связи и использование дросселя позволило, сохранив все положительные свойства известной схемы, устранить ее недостатки и тем самым расширить ее эксплуатационные возможности.Thus, the use of servo feedback and the use of a throttle made it possible, preserving all the positive properties of the known circuit, to eliminate its shortcomings and thereby expand its operational capabilities.

Claims (1)

Кварцевый генератор, содержащий первый транзистор, эмиттер которого через резистор подключен к общей шине питания, первый резистивный делитель напряжения, который включен между шиной питания и общей шиной, отвод которого подключен к базе первого транзистора, блокировочный конденсатор, включенный между общей шиной и базой первого транзистора, второй транзистор, коллектор которого подключен к шине питания, а эмиттер через резистор - к общей шине, второй резистивный делитель напряжения, который включен между шиной питания и общей шиной, первый и второй разделительные конденсаторы, колебательный контур, состоящий из конденсатора и катушки индуктивности, первый вывод которой соединен с первым выводом конденсатора, второй вывод - с вторым выводом конденсатора и шиной питания, первый отвод - с коллектором первого транзистора, второй отвод - через первый разделительный конденсатор - с базой второго транзистора, третий отвод - с первым выводом второго разделительного конденсатора, второй вывод которого является выходом генератора, кварцевый резонатор, который включен между эмиттерами первого и второго транзисторов, отличающийся тем, что введены конденсатор, который включен между эмиттером второго транзистора и отводом второго резистивного делителя напряжения и дроссель, первый вывод которого подключен к отводу второго резистивного делителя напряжения, а второй вывод - к базе второго транзистора.A crystal oscillator comprising a first transistor, the emitter of which is connected through a resistor to a common power bus, a first resistive voltage divider that is connected between the power bus and a common bus, the tap of which is connected to the base of the first transistor, an interlock capacitor connected between the common bus and the base of the first transistor , the second transistor, the collector of which is connected to the power bus, and the emitter through the resistor to the common bus, the second resistive voltage divider, which is connected between the power bus and the common bus, the second and second isolation capacitors, an oscillatory circuit consisting of a capacitor and an inductor, the first output of which is connected to the first output of the capacitor, the second output to the second output of the capacitor and the power rail, the first output to the collector of the first transistor, the second output to the first isolation capacitor - with the base of the second transistor, the third tap - with the first output of the second isolation capacitor, the second output of which is the output of the generator, a quartz resonator, which is connected between the emitter the first and second transistors, characterized in that a capacitor is inserted, which is connected between the emitter of the second transistor and the tap of the second resistive voltage divider and a choke, the first terminal of which is connected to the tap of the second resistive voltage divider, and the second pin to the base of the second transistor.
RU2006133563/09A 2006-09-19 2006-09-19 Crystal oscillator RU2319285C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006133563/09A RU2319285C1 (en) 2006-09-19 2006-09-19 Crystal oscillator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006133563/09A RU2319285C1 (en) 2006-09-19 2006-09-19 Crystal oscillator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2319285C1 true RU2319285C1 (en) 2008-03-10

Family

ID=39281114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006133563/09A RU2319285C1 (en) 2006-09-19 2006-09-19 Crystal oscillator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2319285C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Плонский А.Ф. и др. Транзисторные автогенераторы метровых волн, стабилизированные на механических гармониках кварца.- М.: Связь, 1969, с.125-126. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9641164B2 (en) Quadrature LC tank digitally controlled ring oscillator
US5160901A (en) Multimode crystal oscillator
CN102629852B (en) Piezoelectric oscillator
US9515605B1 (en) Variable gain electro-mechanical oscillator and method for starting balanced oscillations
JP2013081160A (en) Voltage-controlled oscillators and related systems
EP3952106A2 (en) A resonator circuit
EP1555539A3 (en) NMR probe circuit for generating close frequency resonances
US20120319787A1 (en) Voltage controlled oscillator having a resonator circuit with a phase noise filter
RU2485666C1 (en) Frequency-modulated quartz generator
RU2319285C1 (en) Crystal oscillator
US8519800B1 (en) Third overtone crystal-based oscillators having tunable all-pass RC filters therein
US9106179B2 (en) Voltage-controlled oscillators and related systems
EP3442118A1 (en) Voltage waveform shaping oscillator
RU2295825C1 (en) Frequency-modulated generator
CN102447440A (en) Oscillator
JP2007116487A (en) High frequency colpitts oscillation circuit
US20100085131A1 (en) Filter circuit and voltage-controlled oscillating circuit
US10483912B1 (en) Non-inverting multi-mode oscillator
US3435368A (en) Low frequency piezoelectric crystal oscillator having a single driving circuit
RU2290747C2 (en) Frequency-controlled high-frequency crystal oscillator
EP2106028A1 (en) Circuit arrangement and method of operation
RU100864U1 (en) FREQUENCY CONTROLLED AUTOGENERATOR
US4906948A (en) Oscillator with piezoelectric resonator
US3258720A (en) Self-tuning harmonic-mode crystal oscillator circuit
RU92583U1 (en) CONTROLLED AUTOGENERATOR

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20220325