RU98301U1

RU98301U1 - SAW GENERATOR

Info

Publication number: RU98301U1
Application number: RU2010114993/09U
Authority: RU
Inventors: Сергей Анатольевич Завьялов; Алексей Николаевич Ляшук
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2010-10-10

Abstract

Генератор на ПАВ, содержащий активную часть, выполненную на транзисторе по схеме с общим коллектором, между общей шиной и эмиттером, а также между базой и эмиттером которого включены фазирующие конденсаторы, а к эмиттеру транзистора подключен буферный усилитель, отличающийся тем, что в схему введены ПАВ фильтр и П-контур, как четырехполюсники, причем входные клеммы ПАВ фильтра включены между базой транзистора и общей шиной источника, а выходные клеммы ПАВ фильтра подключены между общей шиной и входом П-контура, содержащего конденсатор, индуктивность и управляемую емкость (варикап), причем соединение первого вывода конденсатора, второй вывод которого подключен к общему проводу, и первого вывода индуктивности, второй вывод которой подключен к катоду варикапа, анод которого подключен к общему проводу, образуют вход П-контура, а соединение второго вывода индуктивности и катода варикапа - выход П-контура, причем к выходу П-контура подключено сопротивление, второй вывод которого является входом управления частотой генератора. A SAW generator containing the active part, made on a transistor according to a common collector circuit, between a common bus and emitter, and between its base and emitter phasing capacitors are connected, and a buffer amplifier is connected to the transistor emitter, characterized in that the surfactant is introduced into the circuit the filter and the P-circuit are like four-port networks, and the input terminals of the SAW filter are connected between the base of the transistor and the common source bus, and the output terminals of the SAW filter are connected between the common bus and the input of the P-circuit containing the capacitor, in inactivity and controllable capacitance (varicap), moreover, the connection of the first output of the capacitor, the second output of which is connected to the common wire, and the first output of the inductance, the second output of which is connected to the varicap cathode, the anode of which is connected to the common wire, form the P-circuit input, and the connection the second output of the inductance and the varicap cathode is the output of the P-circuit, and a resistance is connected to the output of the P-circuit, the second output of which is the generator frequency control input.

Description

Полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована в составе генераторов опорных частот в качестве высокочастотных источников стабильных колебаний, частотно-модулированных генераторов, высокочастотных генераторов, управляемых напряжением, высокочастотных тактовых генераторов.The utility model relates to radio engineering and can be used as part of reference frequency generators as high-frequency sources of stable oscillations, frequency-modulated oscillators, high-frequency voltage-controlled oscillators, and high-frequency clock generators.

Известно применение ПАВ структур для создания эффективных генераторов, пригодных для применения в радиолокационной, связной, измерительной аппаратуре [Фильтры на поверхностных акустических волнах (расчет, технология, применение): Пер. с англ. / Под ред. Г. Мэттьюза. - М. Радио и связь, 1981]. Достоинствами генераторов на ПАВ являются малые габариты, малая масса и так же то, что частота их колебаний без умножения лежит в диапазоне от десятков МГц до нескольких ГГц.It is known the use of surfactant structures to create effective generators suitable for use in radar, communications, measuring equipment [Filters on surface acoustic waves (calculation, technology, application): TRANS. from English / Ed. G. Matthews. - M. Radio and Communications, 1981]. The advantages of surfactant generators are small dimensions, low mass, and the fact that the frequency of their oscillations without multiplication lies in the range from tens of MHz to several GHz.

Генераторы с элементами на ПАВ могут быть реализованы в трех вариантах [Зеленка И. Пьезоэлектрические резонаторы на объемных и поверхностных акустических волнах: Материалы, технология, конструкция, применение: Пер. с чешек. - М. Мир., 1990]. В зависимости от способа взаимодействия элементов на ПАВ с активным элементом генераторы можно разделить на: генераторы с линией задержки на ПАВ, включенной в обратную связь; генераторы с резонатором на ПАВ в виде четырехполюсника (резонансным фильтром) в цепи положительной обратной связи; генераторы с резонатором на ПАВ в виде двухполюсника (аналогично схемам генераторов с пьезоэлектрическим резонатором на объемных волнах - с кварцевым резонатором)Generators with elements on surfactants can be implemented in three versions [Zelenka I. Piezoelectric resonators on bulk and surface acoustic waves: Materials, technology, design, application: Trans. from Czechs. - M. Mir., 1990]. Depending on the method of interaction of elements on a surfactant with an active element, generators can be divided into: generators with a delay line for a surfactant included in the feedback; generators with a SAW resonator in the form of a four-terminal network (resonant filter) in a positive feedback circuit; generators with a SAW resonator in the form of a two-terminal network (similar to the schemes of generators with a piezoelectric cavity resonator on body waves - with a quartz resonator)

В генераторах с линией задержки на ПАВ используется принцип рециркуляции, основанный на использовании линии задержки на ПАВ в цепи обратной связи генератора, в которой обеспечивается усиление, достаточное для компенсации акустических потерь [Малов. В.В. Пьезорезонансные датчики. - 2-изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989]. Для генераторов с линией задержки на ПАВ характерно то, что в качестве линии задержки используют ПАВ фильтр, вследствие необходимости обеспечения условий генерации, то есть выполнения условий баланса фаз и баланса амплитуд, только на одной частоте, при этом параметры фильтра выбираются таким образом, чтобы его передаточная функция была равна нулю на нежелательных частотах.In generators with a SAW delay line, the recirculation principle is used, based on the use of a SAW delay line in the generator feedback circuit, which provides amplification sufficient to compensate for acoustic losses [Malov. V.V. Piezoresonance sensors. - 2-ed., Revised. and add. - M .: Energoatomizdat, 1989]. It is typical for generators with a delay line on a SAW that a SAW filter is used as a delay line, due to the need to ensure the generation conditions, that is, the conditions of phase balance and amplitude balance, at only one frequency, while the filter parameters are selected so that it the transfer function was zero at undesirable frequencies.

Недостатками подобных схем [Малов. В.В. Пьезорезонансные датчики. - 2-изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989, (рис.8. 6.)] является их сложность, как правило, кроме ПАВ фильтра в качестве линии задержки, схема должна содержать согласующие четырехполюсники, широкополосные усилители, частотно избирательные цепи, обеспечивающие модовую селекцию. Элементы согласования и селекции при этом выполняются либо на пассивных компонентах, либо с использованием избирательных усилителей.The disadvantages of such schemes [Malov. V.V. Piezoresonance sensors. - 2-ed., Revised. and add. - M .: Energoatomizdat, 1989, (Fig. 8. 6.)] is their complexity, as a rule, in addition to the SAW filter as a delay line, the circuit should contain matching four-terminal devices, broadband amplifiers, frequency-selective circuits providing mode selection. In this case, matching and selection elements are performed either on passive components or using selective amplifiers.

Известные схемы генераторов с линией задержки на ПАВ [Малов. В.В. Пьезорезонансные датчики. - 2-изд., перераб. и доп.- М.: Энергоатомиздат,1989, (рис.8. 7, а, б)] содержат, как правило, не менее двух транзисторов, обеспечивающих компенсацию потерь в линии задержки и согласующих элементах. Примерами подобной реализации генераторов являются патенты US №4799029 Н03В 5/30, US №4760352 Н03В 5/24, US №4011526 Н03В 5/04, SU №1256654 A1 H03H 9/00, RU №2052888 C1 H03B 5/32.Known circuit generators with a delay line on the surfactant [Malov. V.V. Piezoresonance sensors. - 2-ed., Revised. and add. - M .: Energoatomizdat, 1989, (Fig. 8. 7, a, b)] contain, as a rule, at least two transistors that provide compensation for losses in the delay line and matching elements. Examples of such an implementation of generators are US patents No. 4799029 Н03В 5/30, US No. 4760352 Н03В 5/24, US No. 4011526 Н03В 5/04, SU No. 1256654 A1 H03H 9/00, RU No. 2052888 C1 H03B 5/32.

Для осуществления возможности широкой перестройки частоты в генераторах с линией задержки на ПАВ в кольцо генерации необходимо дополнительно вводить внешний фазовращатель, обеспечивающий фазовый сдвиг до (80…90) градусов, что является достаточным дестабилизирующим фактором для получения высокой стабильности генерируемой частоты. Возможность однозначной (без перескоков) перестройки частоты при этом, кроме введения управляемого фазовращателя в схему генератора, обеспечивается путем выбора ширины пропускания ПАВ фильтра и линейностью его фазовой характеристики.In order to realize the possibility of wide frequency tuning in generators with a delay line for a surfactant, an external phase shifter must be added to the generation ring to provide a phase shift of up to (80 ... 90) degrees, which is a sufficient destabilizing factor to obtain high stability of the generated frequency. The possibility of unambiguous (without hopping) frequency tuning in this case, in addition to introducing a controlled phase shifter into the generator circuit, is ensured by selecting the passband of the SAW filter and the linearity of its phase characteristic.

Критичность частоты подобного генератора к воздействию внешних цепей и фазовращателя зависит от крутизны и величины фазового набега в ПАВ фильтре, что определяет выбор между стабильностью частоты генератора и его способностью к модуляции или перестройке [Доберштейн С.А., Мартынов А.В., Малюков В.А., Кучеренко И.А. Двуполостная ПАВ-микросборка ГУНа для мобильных радиостанций диапазона частот 146-174 МГц. - Техника радиосвязи / Научно-технический сборник, вып.5 - Омск, 2000]. Для достижения стабильности по частоте акустический фазовый сдвиг ПАВ фильтра должен преобладать над фазовыми сдвигами в цепи обратной связи и во всех реактивных элементах генератора.The criticality of the frequency of such a generator to the effects of external circuits and a phase shifter depends on the steepness and magnitude of the phase shift in the SAW filter, which determines the choice between the frequency stability of the generator and its ability to modulate or tune [S. Doberstein, A. Martynov, V. Malyukov .A., Kucherenko I.A. A two-sheeted SAW micro-assembly of a VCO for mobile radio stations in the frequency range 146-174 MHz. - Radio engineering / Scientific and technical collection, issue 5 - Omsk, 2000]. To achieve frequency stability, the acoustic phase shift of the SAW filter should prevail over phase shifts in the feedback circuit and in all reactive elements of the generator.

Структура генераторов с резонатором на ПАВ в виде четырехполюсника в цепи положительной обратной связи принципиально не отличается от генераторов с ПАВ линией задержки в цепи обратной связи. Разница состоит в том, что в составе генераторов ПАВ фильтр используется не в качестве линии задержки, а в качестве двухвходового резонатора ПАВ. При этом отличия в схемотехнике генераторов определяются конструктивной разницей ПАВ линии задержки и ПАВ резонатора, определяющей параметры цепи обратной связи, такие как вносимое затухание (у ПАВ резонаторов оно меньше, чем у ПАВ линий задержки) и величина емкости встречно-штыревых преобразователей (у ПАВ резонаторов она меньше).The structure of generators with a SAW resonator in the form of a four-terminal in a positive feedback circuit does not fundamentally differ from generators with a SAW delay line in the feedback circuit. The difference is that in the composition of the SAW generators, the filter is used not as a delay line, but as a two-input SAW resonator. The differences in the circuitry of the generators are determined by the structural difference between the SAW of the delay line and the SAW of the resonator, which determines the parameters of the feedback circuit, such as insertion attenuation (for SAW resonators it is less than for SAW of delay lines) and the capacitance of interdigital converters (for SAW resonators it is less).

Известно, что конструктивно резонатор ПАВ представляет собой пьезозвукопровод, на концах которого располагаются две обычно одинаковые отражающие решетки [Дворников А.А., Огурцов В.И., Уткин Г.М. Стабильные генераторы с фильтрами на поверхностных акустических волнах. - М. Радио и связь, 1983]. Решетки действуют как распределенные отражатели, между которыми образуется резонансная полость. Энергия колебаний подводится и выводится из резонансной полости встречно штыревыми преобразователями, которых может быть один или два (одновходовый или двухвходовый ПАВ резонатор). В отличие от фильтра или линии задержки на ПАВ, где избирательные свойства определяются частотными характеристиками преобразователей, в ПАВ резонаторе преобразователи выполняют лишь роль устройств связи с резонансной полостью. Частотные свойства ПАВ резонатора определяются частотной зависимостью коэффициента отражения решеток, а также избирательными свойствами самой резонансной полости, что в общем случае определяет соответствие свойств эквивалентной электрической схемы замещения ПАВ резонатора вблизи частоты последовательного резонанса типичной характеристике параллельного колебательного контура второго рода.It is known that structurally the SAW resonator is a piezoelectric conduit at the ends of which there are two usually identical reflecting gratings [Dvornikov A.A., Ogurtsov V.I., Utkin G.M. Stable generators with filters on surface acoustic waves. - M. Radio and Communications, 1983]. The gratings act as distributed reflectors, between which a resonant cavity is formed. The oscillation energy is supplied and removed from the resonance cavity by counter-pin transducers, which can be one or two (single-input or two-input SAW resonator). Unlike a filter or a delay line on a SAW, where the selective properties are determined by the frequency characteristics of the transducers, in the SAW resonator, the transducers perform only the role of communication devices with a resonant cavity. The frequency properties of the resonator surfactant are determined by the frequency dependence of the reflection coefficient of the gratings, as well as by the selective properties of the resonant cavity itself, which in the general case determines the correspondence of the properties of the equivalent electric equivalent circuit of the resonator surfactant near the series resonance frequency to a typical characteristic of a second-kind parallel oscillatory circuit.

Вследствие того, что резонансный промежуток ПАВ резонатора меньше, чем у ПАВ линии задержки, то свойство узкополосности, присущее ПАВ резонаторам, и определяет характерный для ПАВ генераторов с одновходовым резонатором на ПАВ в виде двухполюсника недостаток - малую перестройку частоты генератора. Наиболее простые известные схемы генераторов с использованием одновходовых ПАВ резонаторов выполнены, как правило, по схеме трехточечного генератора, в которых ПАВ резонатор выполняет роль индуктивности [Дворников А.А., Огурцов В.И., Уткин Г.М. Стабильные генераторы с фильтрами на поверхностных акустических волнах. - М. Радио и связь, 1983].Due to the fact that the resonant gap of the SAW of the resonator is smaller than that of the SAW of the delay line, the narrow-band property inherent in SAW resonators determines the disadvantage characteristic of SAW generators with a single-input resonator in the form of a two-terminal SA - a small frequency tuning of the generator. The simplest known generator circuits using single-input SAW resonators are, as a rule, performed according to the three-point generator circuit, in which the SAW resonator plays the role of inductance [Dvornikov A.A., Ogurtsov V.I., Utkin G.M. Stable generators with filters on surface acoustic waves. - M. Radio and Communications, 1983].

Часто генераторы с использованием ПАВ резонатора выполняют просто без возможности осуществлять, какую либо перестройку частоты. Вариант реализации такого генератора является ПАВ генератор на одновходовом ПАВ резонаторе [US №5721515 B1 H03B 5/00], выполняющем в трехточечной схеме генератора двойную функцию - индуктивности трехточки и блокировочного элемента, заземляющего базу транзистора на частоте генерации.Often, generators using a SAW resonator perform simply without the ability to carry out any frequency tuning. An embodiment of such a generator is a SAW generator on a single-input SAW resonator [US No. 5721515 B1 H03B 5/00], which performs a double function in the three-point generator circuit — the inductance of the three-point and a blocking element that ground the base of the transistor at the generation frequency.

Наиболее близким по построению генератора к заявляемой полезной модели является ПАВ генератор с одновходовым ПАВ резонатором в качестве двухполюсника, выполненный по схеме емкостной трехточки [US №6674334 B1 H03B 5/12], содержащий усилитель на транзисторе по схеме с общим коллектором, между общей шиной и эмиттером, а также между базой и эмиттером транзистора включены фазирующие конденсаторы, между эмиттером и общей шиной последовательная цепь из конденсатора и варикапа, к точке соединения которых подключен первый вывод сопротивления, второй вывод которого является входом управления, при этом между базой транзистора и общей шиной источника питания включен ПАВ резонатор, а к эмиттеру транзистора подключен буферный усилитель.Closest to the construction of the generator to the claimed utility model is a SAW generator with a single-input SAW resonator as a two-terminal, made according to the capacitive three-point circuit [US No. 6664334 B1 H03B 5/12], containing an amplifier on a transistor according to the scheme with a common collector, between the common bus and the emitter, and also between the base and the emitter of the transistor, phasing capacitors are connected, between the emitter and the common bus there is a series circuit from the capacitor and varicap, to the connection point of which the first resistance terminal is connected, the second terminal One of which is the control input, and a SAW resonator is connected between the base of the transistor and the common bus of the power supply, and a buffer amplifier is connected to the emitter of the transistor.

Построение генератора интересно тем, что введенный авторами патента вход управления активностью генератора можно использовать как вход управления выходной частотой генератора, существенным недостатком его, однако, является ограничение величины перестройки выходной частоты, что позволяет использовать вход управления только, например, в качестве корректирующего номинал выходной частоты генератора.The construction of the generator is interesting in that the input of the generator activity control introduced by the authors of the patent can be used as an input for controlling the output frequency of the generator; however, its significant drawback is the limitation of the tuning frequency of the output frequency, which makes it possible to use the control input only, for example, as a correcting nominal output frequency generator.

Задачей создания полезной модели является расширение диапазона частот перестройки ПАВ генератора при сохранении стабильности генерируемой частоты.The task of creating a utility model is to expand the frequency range of tuning the surfactant generator while maintaining the stability of the generated frequency.

Поставленная задача достигается тем, что в состав генератора, содержащего усилитель на транзисторе по схеме с общим коллектором, между общей шиной и эмиттером, а также между базой и эмиттером которого включены фазирующие конденсаторы, а к эмиттеру транзистора подключен буферный усилитель, согласно заявляемому техническому решению, в состав генератора введены ПАВ фильтр и П-контур, как четырехполюсники, причем входные клеммы ПАВ фильтра включены между базой транзистора и общей шиной источника, а выходные клеммы ПАВ фильтра подключены между общей шиной и входом П-контура, содержащего конденсатор, индуктивность и управляемую емкость (варикап), причем соединение первого вывода конденсатора, второй вывод которого подключен к общему проводу, и первого вывода индуктивности, второй вывод которой подключен к катоду варикапа, анод которого подключен к общему проводу, образуют вход П-контура, а соединение второго вывода индуктивности и катода варикапа - выход П-контура, соединенный с первым выводом сопротивления, второй вывод которого является входом управления частотой генератора.The task is achieved by the fact that the generator containing the amplifier on the transistor according to the scheme with a common collector, between the common bus and emitter, and also between the base and emitter of which phasing capacitors are connected, and a buffer amplifier is connected to the emitter of the transistor, according to the claimed technical solution, a SAW filter and a P-circuit are introduced into the generator as a four-terminal network, and the input terminals of the SAW filter are connected between the base of the transistor and the common source bus, and the output terminals of the SAW filter are connected to the common bus and the input of the P-circuit containing the capacitor, inductance and controllable capacitance (varicap), moreover, the connection of the first output of the capacitor, the second output of which is connected to the common wire, and the first output of the inductance, the second output of which is connected to the varicap cathode, the anode of which is connected to the common wire, form the input of the P-circuit, and the connection of the second output of the inductance and the cathode of the varicap is the output of the P-circuit connected to the first output of the resistance, the second output of which is the frequency control input of the generator pa

Сущность полезной модели поясняется чертежом (фиг.1.), на котором приведена принципиальная схема предлагаемого генератора на ПАВ фильтре, поясняющая принцип его работы.The essence of the utility model is illustrated in the drawing (Fig. 1.), which shows a schematic diagram of the proposed generator on a SAW filter, explaining the principle of its operation.

Генератор на ПАВ фильтре содержит усилитель на транзисторе по схеме с общим коллектором 1, между общей шиной и эмиттером, а также между базой и эмиттером которого включены фазирующие конденсаторы 2 и 3, буферный усилитель 4, ПАВ фильтр 5, как четырехполюсник. Входные клеммы ПАВ фильтра 5 при этом включены между базой транзистора и общей шиной источника, а выходные клеммы ПАВ фильтра 5 подключены между общей шиной и входом П-контура 6, содержащего конденсатор 7, индуктивность 8 и управляемую емкость (варикап) 9, причем соединение первого вывода конденсатора 7, второй вывод которого подключен к общему проводу, и первого вывода индуктивности 8, второй вывод которой подключен к катоду варикапа 9, анод которого подключен к общему проводу, образуют вход П-контура 6, а соединение второго вывода индуктивности 8 и катода варикапа 9 -выход П-контура 6. В выходу П-контура 6 подключено сопротивление 10, второй вывод которого является входом управления частотой генератора.The generator on the SAW filter contains an amplifier on the transistor according to the scheme with a common collector 1, between the common bus and emitter, and also between the base and emitter of which phasing capacitors 2 and 3 are included, buffer amplifier 4, SAW filter 5, as a four-terminal device. The input terminals of the SAW filter 5 are connected between the base of the transistor and the common source bus, and the output terminals of the SAW filter 5 are connected between the common bus and the input of the P-circuit 6 containing the capacitor 7, the inductance 8 and the controlled capacitance (varicap) 9, and the connection of the first the output of the capacitor 7, the second output of which is connected to the common wire, and the first output of the inductance 8, the second output of which is connected to the cathode of the varicap 9, the anode of which is connected to the common wire, form the input of the P-circuit 6, and the connection of the second output of the inductance 8 and 9, the cathode of the varicap-output of R-circuit 6. The output circuit 6 P-connected resistor 10, a second terminal which is the input frequency of the control generator.

Генератор на ПАВ фильтре работает следующим образом. В момент включения питания в генераторе выполняются условия самовозбуждения, которые удобно представить, рассматривая генератор в виде параллельного соединения двухполюсников: активного двухполюсника (входные клеммы активного двухполюсника - база транзистора и общий провод), выполненного на усилителе по схеме с общим коллектором 1 с фазирующими конденсаторами 2 и 3, причем его входное сопротивление является отрицательным (активным) и емкостным, и пассивного двухполюсника (входные клеммы пассивного двухполюсника - первая входная клемма ПАВ фильтра 5, вторая входная клемма ПАВ фильтра 5 подключена к общему проводу, и общий провод), причем входное сопротивление ПАВ фильтра 5 в полосе пропускания, как пассивного двухполюсника, имеет характер сопротивления потерь и индуктивности. Необходимо отметить, хотя ПАВ фильтр 5 в схеме генератора используется как четырехполюсник (входные клеммы ПАВ фильтра 5 нагружены на активную часть генератора, а его выходные клеммы - на П-контур 6), с точки зрения подключения его к активной части генератора он может рассматриваться двухполюсником.The generator on the SAW filter operates as follows. At the moment of power-up, the generator fulfills the self-excitation conditions, which are convenient to imagine, considering the generator in the form of a parallel connection of two-terminal devices: an active two-terminal device (input terminals of an active two-terminal device - transistor base and common wire) made on an amplifier according to the scheme with a common collector 1 with phasing capacitors 2 and 3, with its input resistance being negative (active) and capacitive, and of a passive two-terminal (input terminals of a passive two-terminal are the first input terminal Surfactant filter 5, the second input terminal of the surfactant filter 5 is connected to a common wire, and a common wire), and the input resistance of the surfactant filter 5 in the passband, as a passive two-terminal device, has the nature of loss resistance and inductance. It should be noted that although the SAW filter 5 in the generator circuit is used as a four-terminal (input terminals of the SAW filter 5 are loaded on the active part of the generator, and its output terminals are loaded on the P-circuit 6), from the point of view of connecting it to the active part of the generator, it can be considered a two-terminal .

Условием самовозбуждения является превышение величины отрицательного сопротивления активного двухполюсника над величиной сопротивления потерь в пассивном двухполюснике, причем генерирование колебаний осуществимо только на частоте, где равны и комплексно сопряжены реактивные части входного сопротивления активного и пассивного двухполюсников. С увеличением амплитуды генерируемых колебаний происходит ее дальнейшее ограничение, и как следствие - уменьшение значения эффективного отрицательного сопротивления активного двухполюсника до значения, при котором величина отрицательного сопротивления активного двухполюсника и сопротивления потерь пассивного двухполюсника становятся равны. Наступает так называемый баланс энергий, соответствующий стационарному режиму генерации, при котором энергия, выработанная за период колебания в активном двухполюснике, полностью компенсирует потери за тот же период колебания в пассивном двухполюснике, что эквивалентно классическим условиям генерирования колебаний на основе условий баланса фаз и амплитуд.The condition for self-excitation is the excess of the negative resistance of the active bipolar over the value of the loss resistance in a passive bipolar, and the generation of oscillations is possible only at a frequency where the reactive parts of the input resistance of the active and passive bipoles are equal and complex. With an increase in the amplitude of the generated oscillations, it is further limited, and as a result, the effective negative resistance of the active bipolar decreases to a value at which the negative resistance of the active bipolar and the loss resistance of the passive bipolar become equal. The so-called energy balance sets in, which corresponds to the stationary generation mode, in which the energy generated during the oscillation period in the active two-terminal network fully compensates for the losses during the same oscillation period in the passive two-terminal system, which is equivalent to the classical conditions of oscillation generation based on the phase balance and amplitude conditions.

Перестройка по частоте генератора осуществляется путем изменения величины реактивной части входного сопротивления пассивного двухполюсника (ПАВ фильтра 5), для чего выходные клеммы ПАВ фильтра 5, уже как четырехполюсника, нагружены на регулируемый П-контур 6. При изменении управляющего напряжения на входе управления частотой генератора (см. фиг.1) меняется емкость варикапа 9, и, соответственно, входное сопротивление П-контура 6, что в свою очередь меняет сопротивление нагрузки ПАВ фильтра 5 как четырехполюсника со стороны П-контура 6. Так как ПАВ-фильтр 5 как четырехполюсник в полосе пропускания является трансформатором сопротивления, то изменяется и его входное сопротивление, уже как двухполюсника, подключенного параллельно активной части генератора (активному двухполюснику).Tuning in the frequency of the generator is carried out by changing the reactive part of the input resistance of the passive two-terminal (SAW filter 5), for which the output terminals of the SAW filter 5, already like a four-terminal device, are loaded on an adjustable P-circuit 6. When the control voltage at the generator frequency control input changes ( see Fig. 1) the capacitance of the varicap 9 is changed, and, accordingly, the input impedance of the P-circuit 6, which in turn changes the load resistance of the SAW filter 5 as a four-terminal on the part of the P-circuit 6. Since The SAW filter 5, as a four-terminal in the passband, is a resistance transformer, then its input resistance changes, already as a two-terminal, connected in parallel with the active part of the generator (active two-terminal).

Так как генерируемая частота определяется частотой, на которой выполняется условие равенства нулю суммы реактивностей входного сопротивления активного и пассивного двухполюсников, а также тем, что реактивная составляющая входного сопротивления активного двухполюсника при изменении частоты генерации остается емкостной, то величина перестройки частоты генератора на ПАВ фильтре определяется способностью реактивной части входного сопротивления пассивного двухполюсника изменяться в широких пределах, сохраняя при этом индуктивный характер. Это достигается действием напряжения на входе управления частотой генератора на изменение величины емкости варикапа 9 в П-контуре 6, обладающего, как известно, способностью к трансформации сопротивления в широких пределах, и, соответственно, на изменение в широких пределах входного сопротивления П-контура 6, нагруженного на клеммы ПАВ фильтра 5 как четырехполюсника и, следовательно, на изменение входного сопротивления ПАВ фильтра 5 со стороны активной части генератора как двухполюсника. Сопротивление 10 в схеме выполняет функцию элемента, развязывающего вход управления частотой от высокочастотной составляющей на варикапе 9. Выходной сигнал генератора через буферный усилитель 4 выдается внешним потребителям.Since the generated frequency is determined by the frequency at which the sum of the reactivities of the input resistance of the active and passive two-terminal circuits is zero, and also by the fact that the reactive component of the input resistance of the active two-terminal circuit remains capacitive when the generation frequency changes, the magnitude of the frequency tuning of the generator on the SAW filter is determined by the ability of the reactive part of the input impedance of a passive two-terminal network varies widely, while maintaining the inductive actor. This is achieved by the action of the voltage at the generator frequency control input on a change in the capacitance of varicap 9 in the P-circuit 6, which, as is known, has the ability to transform resistance over a wide range, and, accordingly, on a wide change in the input resistance of the P-circuit 6, loaded on the terminals of the SAW filter 5 as a four-terminal device and, therefore, to change the input resistance of the SAW filter 5 from the active part of the generator as a two-terminal device. Resistance 10 in the circuit performs the function of an element decoupling the frequency control input from the high-frequency component on varicap 9. The output signal of the generator through the buffer amplifier 4 is issued to external consumers.

Положительный эффект расширения диапазона перестройки генератора на ПАВ фильтре достигается использованием комбинации свойств элементов схемы: ПАВ фильтра 5, как четырехполюсника - трансформатора сопротивления и одновременно как двухполюсника с однозначно регулируемым в широкой полосе пропускания индуктивным входным импедансом; П-контура 6, как четырехполюсника, нагруженного на ПАВ фильтр 5, обеспечивающего возможность формирования и трансформации индуктивной реакции ПАВ фильтра 5 как двухполюсника в широком диапазоне частот с помощью управляемой емкости 9; более широкой, большей, чем у резонатора ПАВ, полосы пропускания ПАВ фильтра 5.The positive effect of expanding the tuning range of the generator on the SAW filter is achieved by using a combination of the properties of the circuit elements: SAW filter 5, as a four-terminal - resistance transformer and simultaneously as a two-terminal with uniquely adjustable inductive pass input impedance; P-circuit 6, as a four-terminal, loaded on a surfactant filter 5, providing the possibility of forming and transforming the inductive reaction of the surfactant filter 5 as a two-terminal in a wide frequency range using a controlled capacitance 9; wider, greater than that of the resonator SAW, the passband of the SAW filter 5.

Генератор на ПАВ фильтре был реализован с использованием кольцевых ПАВ-фильтров с малыми потерями, имеющими линейную фазовую характеристику с фазовым набегом±180° в полосе пропускания 5% по уровню -3 дБ на кристалле LiNbO3 среза YX/49^° с центральной частотой полосы пропускания 200 МГц. Особенность конструкции кольцевых фильтров - входной и выходной двунаправленные встречно-штыревые преобразователи размещены в параллельных акустических каналах и содержат два отражательных многополосковых ответвителя, обеспечивающих передачу поверхностной акустической волны между каналами. Фильтры ПАВ имеют малые вносимые потери, близкую к линейной фазовую характеристику в полосе пропускания с крутизной около 40°/МГц. Размеры кристалла ПАВ фильтров составляют 2х2х0,7 мм. Практически реализованный диапазон частот перестройки генератора на ПАВ фильтре при изменении напряжения на входе управления от 0 до 5 В составил±5000 ppm.The SAW filter generator was implemented using low-loss SAW filters with a linear phase response with a phase advance of ± 180 ° in the passband of 5% at a level of -3 dB on a LiNbO3 crystal with a YX / 49 ^° cut with a central passband frequency of 200 MHz The design feature of ring filters - input and output bidirectional interdigital transducers are located in parallel acoustic channels and contain two reflective multiband couplers, which provide transmission of a surface acoustic wave between channels. Surfactant filters have low insertion loss, close to the linear phase response in the passband with a slope of about 40 ° / MHz. The crystal dimensions of the SAW filters are 2x2x0.7 mm. The practically realized frequency range of the tuning of the generator on the SAW filter when the voltage at the control input was changed from 0 to 5 V was ± 5000 ppm.

Claims

A SAW generator containing the active part, made on a transistor according to a common collector circuit, between a common bus and emitter, and between its base and emitter phasing capacitors are connected, and a buffer amplifier is connected to the transistor emitter, characterized in that the surfactant is introduced into the circuit the filter and the P-circuit are like four-poles, and the input terminals of the SAW filter are connected between the base of the transistor and the common source bus, and the output terminals of the SAW filter are connected between the common bus and the input of the P-circuit containing the capacitor, in inactivity and controllable capacitance (varicap), moreover, the connection of the first output of the capacitor, the second output of which is connected to the common wire, and the first output of the inductance, the second output of which is connected to the cathode of the varicap, the anode of which is connected to the common wire, form the P-loop input, and the connection the second output of the inductance and the varicap cathode is the output of the P-circuit, and a resistance is connected to the output of the P-circuit, the second output of which is the generator frequency control input.