Ква?рцевый
генера?тор
?
автогенератор
электромагнитных
колебаний
с
колебательной системой
, в состав которой входит
кварцевый резонатор
. Предназначен для получения колебаний постоянной частоты с высокой температурной и временно?й устойчивостью, низким уровнем фазовых шумов.
Частота
собственных колебаний кварцевого генератора может находиться в диапазоне от нескольких к
Гц
до сотен МГц. Она определяется физическими размерами
резонатора
,
упругостью
и
пьезоэлектрической постоянной
кварца, а также тем, как вырезан резонатор из кристалла. Так как кварцевый резонатор является законченным электронным компонентом, его частоту можно изменять внешними элементами и схемой включения в очень узком диапазоне выбором резонансной частоты (параллельный или последовательный) или понизить параллельно включённым конденсатором. Существуют, однако, кустарные методики подстройки резонатора. Это целесообразно в случаях, когда желательно иметь несколько резонаторов с очень близкими параметрами. Для уменьшения частоты на кристалл кратковременно воздействуют парами
иода
(это увеличивает массу серебряных обкладок), для увеличения частоты обкладки резонатора шлифуют.
В 1997 году компания Epson Toyocom выпустила в свет серию генераторов SG8002, в конструктиве которых присутствуют блок подстроечных конденсаторов и два делителя частоты. Это позволяет получить практически любую частоту в диапазоне от 1 до 125
МГц
. Однако данное достоинство неизбежно влечёт за собой недостаток ? повышенный
джиттер
(фазовый шум).
Цитата: Генератор с внутренними цепями фазовой автоподстройки частоты необходимо с предельной осторожностью применять в схемах, содержащих внешние цепи ФАПЧ.
[1]
Колебания кварцевого генератора характеризуются высокой
стабильностью частоты
(10
?5
÷ 10
?7
), что обусловлено высокой
добротностью
кварцевого резонатора (10
4
÷ 10
5
).
У лучших генераторов спектральная плотность мощности фазовых шумов может быть менее ?100
дБн/Гц
на отстройке 1
Гц
и менее ?150
дБн/Гц
на отстройке 1
кГц
при выходной частоте 10
МГц
.
Мощность кварцевого генератора не превышает нескольких десятков
милливатт
[
источник не указан 3690 дней
]
. При более высокой мощности кристалл кварцевого резонатора может разрушиться из-за возникающих в нём сильных
механических напряжений
. На практике, при необходимости получения большей мощности от стабилизированного кварцевым резонатором генератора применяется
усилитель
.
Генераторы могут изготавливаться как в модификации с синусоидальным выходным сигналом, так и с сигналом прямоугольной формы, совместимым по логическим уровням с одним из стандартов (
TTL
,
CMOS
,
LVCMOS
,
LVDS
и т. д.).
Наличие и тип термостабилизации
[
править
|
править код
]
- термокомпенсированные (TCXO)
- термостатированные (OCXO, DOCXO)
Внешнее напряжение на кварцевой пластинке вызывает её
деформацию
. А она, в свою очередь, приводит к появлению
электрического заряда
на поверхности кварца (
пьезоэлектрический эффект
). В результате этого механические колебания кварцевой пластины сопровождаются синхронными с ними колебаниями заряда на её поверхности, и наоборот.
Для обеспечения связи резонатора с остальными элементами схемы непосредственно на кварц наносятся
электроды
, либо кварцевая пластинка помещается между обкладками
конденсатора
.
Для получения высокой добротности и стабильности резонатор помещают в
вакуум
и поддерживают постоянной его
температуру
.
Возможность перестройки частоты
[
править
|
править код
]
- постоянной частоты
- частота управляется напряжением (VCXO)
- частота управляется цифровым кодом (NCXO)
Примеры схемотехнической реализации
[
править
|
править код
]
Кварцевые генераторы используют для измерения
времени
(
кварцевые часы
,
электронные часы
), в качестве
стандартов частоты
. Кварцевые генераторы широко применяются в цифровой технике в качестве
генераторов тактовых импульсов
.
- Смагин А. Г.
,
Ярославский М. И.
Пьезоэлектричество кварца и кварцевые резонаторы. ?
М.
: ≪Энергия≫, 1970. ? 488 с. ?
6000 экз.
- Шитиков Г. Т.
,
Цыганков П. Я.
,
Орлов О. М.
Высокостабильные кварцевые автогенераторы / Под ред. Г. Т. Шитикова. ?
М.
: ≪Советское радио≫, 1974. ? 376 с. ?
11 300 экз.
- Альтшуллер Г. Б.
Управление частотой кварцевых автогенераторов. ?
Изд. 2-е,
перераб. и доп.. ?
М.
: ≪Связь≫, 1975. ? 304 с. ?
7000 экз.
- Альтшуллер Г. Б.
,
Елфимов Н. Н.
,
Шакулин В. Г.
Кварцевые генераторы: Справочное пособие. ?
М.
: Радио и связь, 1984. ? 232 с. ?
27 000 экз.
|
---|
Архитектура
| | |
---|
Производители
| |
---|
Компоненты
| |
---|
Периферия
| |
---|
Интерфейсы
| |
---|
ОС
| |
---|
Программирование
| |
---|