держателя Со (рис. 22.14, б). Практически емкость кварцедержа-теля Со в сотни раз больше эквивалентной емкости кварца Ск, поэтому собственная резонансная частота кварца как последовательного контура Шк=1/V LkCk близка к собственной частоте эквивалентного параллельного контура cu2k«1/i/Lk/(1-Ск/Со).

Поскольку Со»С к, ТО частота параллельного резонанса со2к отличается от частоты последовательного резонанса miK незначительно. Относительный разнос частот составляет

(»2к - "1к)/"1к = Cj2Co к 0,005 0,50/0.

На рис. 22.14, виг изображена зависимость реактивного Хк и полного Zk сопротивлений кварца от частоты (без учета активных потерь в кварце). Из графиков следует, что при, со2к>е)>т1к сопротивление кварца носит индуктивный, а при okCcdik и (i)>(D2k - емкостный характер.

Стабильность частоты автоколебаний в зависимости от изменений емкости Ск и Со характеризуется равенствами:

Да.2к = - "1к (ДСо/2Со) (Ск/Со) и ДС02К = о, (ДСк/2Со).

из которых следует, что изменение емкости Со в Со/Ск раз меньше влияет на частоту, чем изменение емкости Ск- Практически Со/Скл; Ю-Ю", поэтому изменение внешней емкости схемы кварцевого автогенератора, подключенной параллельно Со, слабо влияет на частоту автоколебаний.

Добротность кварцевого резонатора на частоте последовательного резонанса

Qk = •Ik.k/-k = VLjCjr = Рк/Гк,

где у Z.„/Ck = Pk - характеристическое сопротивление кварца.

Благодаря большому значению Lk и малому Ск величины рк и Qk достигают значений, во много раз превышающих их величины в обычных электрических контурах, что обеспечивает малое затухание и очень высокую стабильность резонансной частоты кварцевого контура.

Автоколебания в кварцевом автогенераторе возможны только на частотах вблизи частоты cdik или Шк, где сопротивление кварца Хк носит индуктивный характер (см. рис. 22.14, в). На часто-

Рис. 22.14. Схемы и характеристики кварцевых резонаторов

тах, соответствующих емкостному характеру сопротивления, кварц не возбуждается. Наибольшую добротность имеют кварцы, возбужденные на 5-й - 7-й механических гармониках.

Электрические параметры кварцевого резонатора (частота последовательного coik и параллельного к)2к резонансов, добротность Qk, температурный коэффициент частоты ТКЧ, предельно допустимая мощность рассеивания Рк) определяются геометрическими размерами, типом среза пластин и видом колебаний. Для различных видов среза значение собственной частоты кварца колеблется в пределах fo=lfi/d3,6/d (МГц), где d - толщина пластины (мм). Например, для пластины х - среза и колебаний По толщине (вдоль оси £) собственная частота равна 2,836/(i.

Схемы кварцевь1к"автогенераторов. Существуют два основных типа схем кварцевых автогенераторов: осцилляторные и с затягиванием.

В осцилляторных схемах используется свойство кварца сохранять индуктивный характер сопротивления в узком интервале частот, лежащих между частотами последовательного (Oik и параллельного CU2K резонансов (см. рис. 22.14, в). Осцилляторные схемы собраны по типу трехточечных. В них кварц включается в такие участки схемы, сопротивление которых для выполнения фазового условия самовозбуждения должно иметь индуктивный характер.

В схемах с затягиванием в состав колебательной системы, кроме кварца, включается катушка индуктивности или дополнительный контур, поэтому в этих схемах возможны колебания даже при емкостном характере сопротивления кварца, т. е. при отсутствии кварцевой стабилизации. При работе с затягиванием на частоту автоколебаний влияют параметры схемы генератор, поэтому эти схемы применяют реже осцилляторных.

Схемы, в которых осуществляется компенсация статической емкости кварца, относят к компенсационным. Различают схемы возбуждения кварца на основной частоте и механических гармониках.

В наиболее распространенных схемах транзисторных автогенераторов с включением кварца в цепь обратной связи (рис. 22.15, а) и мостовой (рис. 22.15, б) возбуждение кварца и возник-

5) г-

U "4

4D1-

Рис. 22.15. Схемы кварцевых автогенераторов

новение автоколебаний возможны на основной частоте последовательного резонанса coik или на его нечетной механической гармонике а>и=«о)1к, на которой сопротивление кварца мало, вследствие чего оказывается замкнутой цепь обратной связи база - коллектор.

При отклонении частоты колебательного контура от резонансной coiK пьезокварц вносит дополнительный фазовый сдвиг, вследствие чего нарушается фазовое условие самовозбуждения. Дополнительная емкость Сн в мостовой схеме включена для нейтрализации статической емкости кварца Со, через которую возможна дополнительная паразитная связь. В схеме рис. 22.15, а компенсация этой емкости возможна параллельным подключением к кварцу индуктивности.

i Г л а в а 23

?

ИМПУЛЬСНЫЕ ГЕИЕРЛТОРЫ

§ 23.1. Общая характеристика импульсного сигнала

• • Колебания, отличающиеся по форме от гармонических, обычно называют несинусбидальными или релаксационными (от латинского ralaxatio, что означает уменьшение или ослабление какой-либо величины). Для них характерны резкие изменения скорости нарастания или убывания напряжения и тока. Эти быстрые изменения напряжения и тока представляют импульсный сигнал.

Виды и форма импульсных сигналов. Импульсный сигнал может состоять из одного или серии импульсов. Различают два вида импульсных сигналов: видеоимпульсы (рис. 23.1, а), представляющие собой кратковременные изменения напряжения или тока в

б) и

Рис. 23.1. Виды электрических импульсов