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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Osciladores armónicos de cristal
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Nudos de equipos de radioaficionados. Generadores, heterodinos Los transceptores modernos requieren una mayor precisión de sintonización de la frecuencia operativa. Este requisito es bastante fácil de garantizar mediante la aplicación de estabilización de frecuencia de cuarzo. Por lo general, los resonadores de cuarzo en los generadores se excitan a la frecuencia fundamental (hasta 20 ... 22 MHz). Esto se debe al hecho de que los resonadores de cuarzo, por regla general, tienen un corte AT, es decir, utilizan oscilaciones de corte (a través del espesor de la placa de cuarzo). Dado que a una frecuencia de 22 MHz el espesor de la placa de cuarzo es inferior a 0,08 mm, es tecnológicamente difícil obtener placas más delgadas sin aumentar significativamente el costo del resonador. Por lo general, por encima de la frecuencia especificada, los resonadores se excitan con armónicos mecánicos impares. Para este propósito, se incluye un inductor (Fig. 1) en un oscilador de cuarzo, hecho de acuerdo con el esquema capacitivo de tres puntos. El circuito oscilatorio paralelo resultante, formado por la bobina L1 y el condensador C1, se sintoniza a una frecuencia por debajo del armónico de trabajo, pero por encima del anterior. Entonces, a la frecuencia del armónico buscado, la resistencia del circuito tiene carácter capacitivo, ya menor, es inductivo. Como resultado, el equilibrio de fases y amplitudes se realiza solo en el armónico de trabajo.
En principio, es posible excitar resonadores de cuarzo en el tercer armónico sin usar un inductor, como se muestra en la Fig. 2. La excitación del resonador en el armónico se describe en [1]. En este circuito, el cuarzo se conecta entre dos puertas de un transistor de efecto de campo de alta frecuencia con una carga de estrangulador (L1) en el circuito de drenaje. Esto proporciona el cambio de fase necesario para excitar el cuarzo en el tercer armónico. La carga del generador está conectada a través de un seguidor de fuente (emisor). De lo contrario, la capacitancia de carga en la mayoría de los casos conduce a una interrupción de las oscilaciones (para el tercer armónico). Este circuito oscilador tiene un buen rendimiento. Excita tanto el obsoleto tipo de cuarzo RK-169 como los modernos (empresa alemana "Jauch", empresa de producción de San Petersburgo "Morion").
El circuito se probó con resonadores de cuarzo a frecuencias de 5 a 16 MHz. Al usar resonadores de 5 a 9 MHz, fue necesario aumentar la inductancia del inductor a 100 μH. Al ajustar el voltaje en la segunda puerta usando R1, es posible lograr la excitación del cuarzo en el tercer armónico y la amplitud de oscilación requerida en la salida del circuito. En lugar de un transistor de efecto de campo de puerta doble del tipo BF961, puede intentar usar KP327, KP359, pero no todos los tipos de resonadores de cuarzo se excitarán en el tercer armónico. En el siguiente esquema, que se muestra en la Fig. 3, los resonadores de cuarzo también se excitan en el tercer armónico.
Un lector experimentado en ingeniería de radio, después de haber examinado cuidadosamente el circuito, puede dudar de la operatividad del generador propuesto, porque. se incluye una resistencia relativamente grande (R2) en el circuito del colector, y solo 100 ohmios (R1) entre la base y el colector. En este caso, el transistor VT1 se usa en la conmutación de diodos, cuando la base y el colector tienen el mismo potencial en relación con el cable común del circuito. La corriente a través del transistor se establece mediante una resistencia en el circuito del colector. Y la resistencia R1 es necesaria solo para extinguir las oscilaciones parásitas en el circuito formado por el inductor L1 y la capacitancia de la unión base-colector del transistor, junto con las capacitancias parásitas del circuito. En vista de que los parámetros h del transistor dependen del modo de su operación y de la frecuencia, el circuito propuesto equilibra las fases y amplitudes en el tercer armónico del cuarzo. La carga del oscilador de cristal está conectada a través de un seguidor de fuente (emisor) con una alta impedancia de entrada. En este esquema, se excitan tanto los resonadores de cuarzo evacuados (RK100, RK-259) como los sellados (RK-169). El circuito se probó con cuarzo a frecuencias de 5 a 16 MHz. Con algunos tipos de cuarzo de baja frecuencia, para una excitación más confiable de las oscilaciones, es necesario aumentar R1 a 220 ohmios, la capacitancia C2 a 36 pF. Cuando se utiliza cuarzo de "baja actividad", es deseable aumentar la inductancia del inductor L1 a 50 μH. Incluso con proporciones desfavorables de los elementos de este oscilador de cuarzo, cuando se cambió la potencia de 4 a 12 V, fue posible excitar el cuarzo en el tercer armónico. Los transistores en el generador se pueden usar tipos KT315, KT306, KT325, KT355, KT399, solo necesita seleccionar L1, C2 y cambiar el voltaje de suministro para trabajar con el tipo requerido de resonador de cuarzo. El siguiente esquema que se ofrece a la atención de los lectores (Fig. 4) es algo más complicado, pero no contiene productos de bobinado. En este circuito, el balance de fase se realiza cuando el cuarzo se excita en el tercer armónico mediante un circuito RC.
El oscilador está hecho en una etapa diferencial. El transistor izquierdo (según el circuito) de la etapa diferencial se conecta según el circuito con una base común, el derecho, según el circuito con un emisor común. Un circuito RC de cambio de fase R5-C3 está conectado entre los colectores de los transistores. El circuito en cuestión se refiere a oscilatorio, ya que sin un resonador de cuarzo, que es una inductancia equivalente, no se producen oscilaciones. En el circuito, los resonadores están bien excitados a frecuencias de 5 a 16 MHz. Para cuarzo de baja frecuencia, es necesario aumentar la capacitancia C3 a 10 pF. Al cambiar los elementos del circuito de cambio de fase: resistencia R5 - de 10 a 150 Ohm, capacitancia C3 - de 0 a 10 pF, fue posible obtener oscilaciones estables en el tercer armónico mecánico de cuarzo. El ensamblaje del transistor DA1 se puede reemplazar con un par de transistores de alta frecuencia KT306, KT368, KT325, KT355, KT399. En este circuito, la carga también debe conectarse a través de una cascada con una alta impedancia de entrada. La tensión de alimentación nominal es de 9 V, pero para excitar oscilaciones a veces es útil “bombearla” en el rango de 4 a 12 V. Literatura
Autor: O. Belousov, Cherkasy; Publicación: radioradar.net
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