Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Альтшуллер Г.Б. Кварцевая стабилизация частоты

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

24.10.2023

Размер:

9.95 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 2223 / 2823 24 25 26 27 28 > Следующая >>>

Т Б М - 2 ) .

Определим теплоемкость камеры
Ckt = C Vk Vk.	(11.12)
где -у,, — удельный вес материала камеры; С — удельная	теплоемкость; V,, —
общий объем стенок камеры.
Определим теплоемкость объекта термостатпропапия
i—n
Соб - У] С,-у,-1/,-,	(11.13)

Общее количество тепла Qi.\-. необходимое для охлаждения камеры и объ екта термоетатнронания до температуры статнронаиня, находим из пыражепия

Ql.V “ (^кт : ^об) (Тс щах Тк) .

(11-14)

Общее количество тепла QtT. необходимое для нагрева камеры и объекта тер-

мостатнроваиия до температуры термостатпропапия,
Q1Т - (Ск ; Соб) (Т’к Тс m in ) ■	(11.15)

В дальнейшем при расчете необходимо учитывать болыиую из двух величии

Q1т и Qlx-

Рассмотрим теперь потери тепла через теплоизоляцию Qna. Обычно при проектировании термостатнрующих устройств количество тепла QH:i выбирается в Р—3—S раз меньше количества тепла, необходимого для охлаждения и на грева камеры до выбранной температуры статировання.

	Потери тепла через теплоизоляцию за		час Q'„:, можно определить как
Р и з	Q l l 3 * . ' С Т “	Q ] ( * } С Т Р ) »	( I I * 1 6 )
где	Густ — время	установления заданной	температуры. Толщину теплоизоляции
можно найти из выражения
<4,	-H-.nN, Q1U 1(Тс — 7’к) .		(11.17)

где Si — площадь внутренней поверхности теплоизоляции; Хил — коэффициент теплопроводности материала теплоизоляции. Обычно в качестве материала теп лоизоляции выбирают пенопласт.

Количество тепла Q-, равно:

•Qi - О.ЬСю у,а \-,а {Тс - Т к),

(11.18)

: де С,.. — удельная теплоемкость материала теплоизоляции; уил — удельный пес материала теплоизоляции; Г„ , — объем теплоизоляции.

Количество тепла, отдаваемое в окружающую среду через выводы.

; -л

Си		TJ,				(11.19)
	/ ^ 1
де Si,, — площадь		сечения	вывода;	Х„ ,	— коэффициент	теплопроводности	ма-
.ериила вывода; /„, — длина вывода; /; — число нынолов.
Рассчп гыпаем мощность термобатарей					/Зм..ли. необходимую для компенсации
всех	тепловых потерь тер.мостатирующего				устройства за	заданное время	уста-
c. тле пия темпера I уры статировання:
Риалв	1• 1(>[(Q,	Q,)/ycT	(Q'3	Q' I 1-		('I - 20)

Для обеспечения режима нагрева и охлаждения можно применить типовые н'рмобатареп (например, типа ТБ.М -1 пли После выбора типа термо- б.-иареи становится известными оптимальный ток /,,„т. напряжение на них Е. число термоэлементов .V. максимальный температурный перепад на поверхности батареи \Т. материал термоэлементов н его параметры.

220

Найдем сопротивление термобатареи
R = (Е — а Л TN)/Ionr,	(11.21)

где а — коэффициент термоэдс термоэлемента.

Буд'ем рассматривать режим обеспечения максимального кпд термоэлемен тов как в режиме охлаждения, так и в режиме нагрева. Определим напряжение па термобатарее в режиме охлаждения для случая максимального кпд

£опт х —и Мх (Тр Тк) (Мх — 1),

(11.22)

где Тр г — температура горячего спая термобатареи; Мх — коэффициент, равный;

Мх—V \+0,5Z(T,, Г+ Тк); Z— эффективность							материала термоэлемента.
Ток через термобатарею в этом случае
/.v = £ o n r .v A W .							(1 1 .2 3 )
Холодопроизводительность термобатареи,
Q i - = a . I x N	~ ^ -	l	l R	- ^ - {	T p y -	T K) ,	(11 24)
количество термобатареи, необходимых для режима охлаждения,
П Х = Р ПОЛн/1 i 16 Q .v							(1 1 .2 5 )
В режиме	нагрева		для	случая	максимального		кпд напряжение на термобатарее
£оГ1Т Т ~ а Мт (Гк			Трх)/(Л^Т		1)I		(11.26)
где Г ,)Х — температура				холодного спая термобатареи; Мт = У ^ 1 +0.52(7,,. + 7,, * )
ток через термобатарею
/ т ~~ ^оп т т N j R ,							(1127)
теплопроизводительность для случая максимального кпд
	1		9	a 2 N-		Трх) ,	(11.28)
QT= а /т 7 К I —		l\ R -			(7 К -	Трх) ,	(11.28)
количество термобатарей, необходимых для режима нагрева,
Лт — РПОЛн/1 ' 16 Qt-							(11.29)
Количество	батарей		пт выбирается большим				из выражений (11.25) и (11.29).

Величина напряжения на термобатарее Е0мт выбирается большей из выражений (11.22) и (11.26). Тогда напряжение источника питания

/:ист — Еоптп,	(11.30)
мощность источника	питания
Л\|ст = 7£цст'	(11.31)

Схемы регулирования в термостатирующих устройствах, использующие полу проводниковые термоэлектрические элементы, отличаются от систем регулиро вания подогревных термостатирующих устройств тем, что в них нагрев и охлаж дение меняют, изменяя полярность напряжения, прикладываемого к термобата реям. Оценим точность поддержания температуры объема термостатнровання. На нее влияют перепады температур между источником тепла (холода), объек том термостатнровання и термодатчиком. Величина запаздывания теплового потока в дне камеры

1 Физ ' Qn 1д'д

(11.32)

ST6

где S Tг, — площадь основания камеры, соприкасающаяся с термобатареями;

•гл — расстояние между наружной поверхностью основания камеры и термо датчиком.

321

Запаздывание теплового потока в электроизолирующем слое между термо батареями и камерон

А Гэ =		( Q'з -\|- Q ; ) W S r t W ,							(11.33)
где	й, — толщина		электроизолирующего слоя;			Аэ— коэффициент теплопровод
ности электроизолирующего слоя.
	Найдем изменение температуры объема термостатировання в интервале ра
бочих		температур
А Гт о					Якам (Тс		' Т е m i n )		(11.34)
А Гт о					Я„	Я„з Яв			(11.34)
						Я„з Яв
						Яв;	Яв
						Яв;	Яв
где	бк — толщина		дна	камеры; X — расстояние		от наружной поверхности			осно
вания и камеры до объекта термосгатнрования;						S c — площадь		сечения боковых
стенок		камеры; Янам— термическое			сопротивление материала			камеры;	б'„ 0 —
расстояние между			термобатареей и		объектом	термостатировання; Яu3=			бцз
расстояние между			термобатареей и		объектом	термостатировання; Яu3=			■— —
термическое сопротивление материала теплоизоляции;							Я в — термическое		А-иа
термическое сопротивление материала теплоизоляции;							Я в — термическое		сопро
тивление выводов:
Яв ■=■				1
Яв ■=■		1Е= 1
				^В 1
			1= 1	I

Общая результирующая точность поддержания температуры термостатнрующего устройства равна сумме всех составляющих, влияющих на запаздывание тепло вого потока и изменение температуры ЛГцвм:

i—n

А Г р е з - У д Г , - .	(11.35)
1=1

Термостатирующис устройства с волунроводвиковымн термоэлектрическими эле

ментами для стабилизации	частоты генераторов применяются в измерительной
и стационарной аппаратуре.	Недостатками таких термостатирующих устройств

по сравнению с нагревными термостатнрующимн устройствами являются боль шие время установления температуры, потребляемая мощность и габариты.

11.6.ВЫСОКОСТАБИЛЬНЫЕ ТЕРМОСТАТИРОВАННЫЕ КВАРЦЕВЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ

Гермостатиронание кварцевых резонаторов или всего кварцевого генера тора позволяет значительно уменьшить температурную нестабильность частоты генератора. Наиболее высокую стабильность частоты возможно получить при при

менении		выеокостабильных	прецизионных	кварцевых		резонаторов,			описанных
в §	4.3.
	Рассмотрим два выеокостабильных термостатированных кварцевых гене
ратора.
	Первый высокостабильный кварцевый генератор [172,					179]	использует систему
двойного		термостатировання,	состоящую из	внутреннего и			внешнего		термоста-
Iируюших устройств (рис. 11.10). Эта схема собрана на туннельном диоде, рабо
тает	па	частоте, близкой к последовательному резонансу кварцевого резона
тора. В		схеме обеспечивается режим резонатора,			при	котором		ток	через	него
не	превышает 500 мк.Л. В		генераторе использован		кварцевый			резонатор		среза

АТ на частоту 5 Л\Гц, работающий на пятой механической гармонике. Доброт ность кварцевого резонатора порядка 2-10°. Для коррекции частоты применен корректор частоты 16. представляющий собой переменную индуктивность, вклю-

222

Рис. 11.10. Структурная схема высокостабилыюго термостатированного кварцевого генератора:


/ — кварцевый генератор;			2 — буферный	усилитель- 3 — усилитель;			4 — индуктивный
датчик фазового термостатнругащего устройства; 5 — детектор;						6 — УПТ;		7 — усили
тель; * — термодатчик		внешнего термостатцрукнцего устройства:				9 — усилитель; 10 —
выходной	усилитель;	1] — нагреватель;		12 — нагреватель;	13 — внешнее			термостатн-
рующее	устройство;	14 — внутреннее термостатирующее			устройство;		15 — кварцевый
резонатор; 10 — корректор			частоты

ценную последовательно с кварцевым резонатором. Буферный усилитель 2 раз вязывает нагрузку от генератора. Усилитель 7 обеспечивает необходимый уровень выходного напряжения (150 мВ на нагрузке 75 Ом).


Внутреннее			термостатирующее			устройство,
поддерживающее с высокой точностью темпера
туру кварцевого резонатора, использует термодат-
чнк с	фазовым		переходом кристаллического ве
щества	—	органического			соединения	дифенила.
Схематически внутреннее термостатирующее уст
ройство показано на рис. 11.11. Кварцевый резо
натор помещен в иустотельный стакан из нержа
веющей стали, заполненный дифенилом. На ста
кан намотана обмотка нагревателя. К стакану
приварен сильфон, представляющий собой гофри
рованный цилиндр из нержавеющей стали, спо
собный сжиматься при увеличении объема дифе
нила. Движение дифенила используется для уп
равления подогревом внутреннего термостатнру-
юшего	устройства.			Температура регулируется сле
дующим обгразом [172]. На вход усилителя 3 по
дается	напряжение			высокой частоты		с генерато
ра. В коллекторную цепь усилителя включен кон
тур, индуктивностью которого служит индуктив
ный датчик 4. Сердечник этой индуктивности ме
ханически связан с сильфоном. С момента вклю
чения термостатнрующего устройства и до момен
та плавления дифенила сердечник занимает по-							термостатирующее	уст-
ложенне,		при котором контур усилителя 3 па-					ройство высокостабиль-
строен	в	резонанс н напряжение ма нем макси-					ного кварцевого	генера-
мальиое.		Напряжение			поступает на	детектор 5	тора

2 2 3

м поело детектирования — па вход усилителя 6. При этом через обмотку И внутреннего термостатирующего устройства течет максимальным ток. При дости

жении в термостатнрующем	устройстве	температуры плавления	дифенила часть
е т расплавляется, сильфон	сжимается	н контур усилителя 3	расстраивается,

при этом уменьшается напряжение па контуре его, а следовательно, и на входе усилителя 6. что приводит к плавному уменьшению мощности подогрева. Так плавно регулируется подогрев внутреннего термостатирующего устройства.

Внутреннее термостатпрующее устройство вместе со схемой кварцевого ге нератора, корректором частоты н усилителями расположено во внешнем термо статнрующем устройстве. Регулирование температуры во внешнем термостатиручощем устройстве двупознцнонпое с помощью термодатчнка 8 в виде терморезнстора. Обмотка подогрева 12 внешнего термостатирующего устройства пи тается пульсирующим током через усилители 9 п 10. При изменении температуры

окружающей среды в пределах от			— 10°С до + 60°С температура во				внешнем
термостатнрующем устройстве поддерживается в пределах 62±0,5°С.
Основные технические характеристики этого высокостабнльпого термоста
тированного кварцевого генератора следующие:
Поминальная частота...................................................................................					5 МГц
Суммарная нестабильностьчастоты в интервале температур					±1-10~7
Интервал	рабочих тем п ер ату р ............................................................				— 10°Сн- + С5°С
Время установления частоты сточностью				не хуже 1 ■10~7 .	.	не более 2		ч
Суточная	нестабильность	ч а с т о т ы	.....................................................		5- 1 0 °
Пределы	коррекции частоты ....................................................................				±5-Ю ~7
Временная нестабильность		частоты	за 6	месяцев . . . .		2-10—7
Г а б а р и ты .........................................................................................................						200 X I 20 X
О б ъ е м						X 165 м м
О б ъ е м					4 дм3
Масса	...................................................................................				4,7	кг
Потребляемая мощность:
— п и к о в а я .................................................................................................					не	более		50 Вт
— с р е д н я я .................................................................................................					не	более		30 Вт
Механические воздействия		вибрации	с ускорением . . . .			при / = 25±5°С
Механические воздействия		вибрации	с ускорением . . . .			1—3 g
П и т а н и е .........................................................................................................					от	сети	пере
						менного		тока

напряжением

60 В

Кварцевый генератор применяется для стабилизации частоты различной аппара гуры.

Рассмотрим второй вид высокостибильного термостатированного кварцевого генератора ма.ич.х гапаритпв е .mi.iw.w временем установления частоты.

Создание Iоператоров малых габаритов делает необходимым применение "лииарного гермостатировании. нискольку при двойном термостагироваинп неиз бежно увеличиваются габариты и потребляемая мощность.

При малых габаритах кварцевого генератора п высоких требованиях к его падежноегн предпочтительна плавная схема терморегулирования па транзисто рах. Эта схема устраняет обычные проблемы, связанные с днухиозиционным регулированием температуры в термостатах (высокочастотные помехи, ограни ченный срок службы н температурная «пила» термостата).

Плавная система терморегулирования позволяет также использовать корпус термостата малой массы, что обеспечивает быстрое установление частоты квар цевого генератора при форсированном подогреве.

Для обеспечения малых размеров термостата целесообразно проектировать ши-гему регулирования температуры так. чтобы форсированный и рабочий по догрев термостата управлялись одним термода тмином.

Требование высокой стабильности частоты при малых габаритах генератора

приводи г к нсиолыованню специальных	малогабаритных высокостабильпых	квар
цевых резонаторов.
В связи с этим схема кварцевого	генератора должна оказывать минималь
ное влияние па эталонные свойства кварцевого резонатора и содержать		воз
можно меньшее число деталей для удобства ее термостатировапия.
224

Необходимым элементом схемы должен быть малогабаритный корректор частоты для установки номинального значения частоты с заданной степенью точности и выборки старения кварцевого резонатора.

Более подробно составные части малогабаритного высокостабильного квар цевого генератора рассматриваются далее.

Особенностью предлагаемой схемы регулирования температуры является использование усилителя постоянного тока (УПТ) на транзисторах. Как извест но, УПТ на транзисторах без принятия специальных мер имеют значительный дрейф нуля при изменении температуры окружающей среды.

Габариты кварцевого генератора ограничивают возможность применения сложных схем терморегулирования, однако использование описываемой сравни тельно простой схемы позволяет полностью термостатировать кварцевый гене ратор и тем самым ослабить влияние внешней температуры.

В качестве датчиков температуры используют мост постоянного тока с двумя терморезисторамн в противоположных плечах и транзистор первого каскада УПТ. Сигнал разбаланса моста усиливается УПТ, оконечный каскад которого нагружен на обмотку нагревателя.

В целом схема регулирования температуры представляет собой четырехкас кадный УПТ с тепловой обратной связью (рис. 11.12). Любое изменение тем пературы в термостате, воздействуя на мост постоянного тока iRs—Лп и тран зистор Тз, изменяет мощность нагрева.

Рис. 11.12. Схема высокостабилыюго термостати рованного кварцевого генератора

Поскольку величина мощности нагрева зависит не только от изменения тем пературы, но и от различного рода флуктуации в схеме регулирования (неста бильностей источника питания, усиления системы и т. д.), то для питания пер вых трех маломощных каскадов УПТ используется параметрическая стабилиза ция напряжения.

Оконечный каскад УПТ собран на мощном транзисторе Те типа П214А, ко торый крепится непосредственно на корпусе термостата и имеет с ним хороший

тепловой	контакт. Диод Д 3 ограничивает неуправляемый начальный ток тран
зистора	Го.
8— 31	225

Обмотка нагревателя состоит из двух параллельно включенных частей 3 i и 3 2 и включается в цепь коллектора транзистора ПП6.

Вмомент включения схемы транзистор ПП6 насыщается и ток нагревателя максимален. По мере повышения температуры корпуса термостата возрастает обратный ток транзистора Г3, а степень разбаланса моста уменьшается.

Вследствие тепловой инерционности системы в момент первоначального вклю чения регулирующее воздействие запаздывает, что вызывает некоторый выбег температуры корпуса, и отключает подогрев.

Вустановившемся режиме будут происходить весьма незначительные коле бания мощности подогрева относительно среднего значения мощности, необхо димой для поддержания теплового баланса между термостатом и окружающей средой.

Характер работы схемы терморегулирования позволяет	использовать ее и
для управления мощностью форсированного подогрева, для	чего параллельно

нагревателями Э i и 3 2 включается обмотка реле Р через сопротивление Ящ. Контакты реле Р коммутируют ток через обмотку форсированного подогре

ва Э3. По достижении баланса моста ток через обмотки 5 i и Э2 падает до ми нимальной величины, равной начальному току транзистора ПП6, и контакты реле отключают обмотку подогрева Эз-

В дальнейшем обмотка форсированного подогрева Эз не включается, ибо в установившемся режиме при любой температуре окружающей среды в задан ном интервале напряжение на обмотках подогрева 5i и 3 2 недостаточно для срабатывания реле.

Коэффициент теплоотдачи термостата составляет 75 мВт/град.

Проведенный расчет чувствительности системы регулирования температуры показал, что данная система, несмотря на свою простоту, обеспечивает точность регулирования температуры не хуже (1—2)-10_3°С при неизменной температуре окружающей среды.

Точность поддержания температуры кварцевого резонатора при изменении температуры окружающей среды в интервалах +20-=— 50°С или + 2 0 + + 60°С, в основном определяемая конструкцией термостата, измерялась эксперименталь но (0.1—0,2)°С.

Вгенераторе применена емкостная трехточечная схема на одном транзисторе

срасстроенным контуром в цепи коллектора, обеспечивающая при минимальном числе элементов необходимую стабильность частоты и достаточное выходное напряжение.

Режим генератора выбран так, чтобы величина тока через кварцевый резо натор не превышала 500 мкВ при амплитуде напряжения на контуре генератора порядка 80 мВ.

Благодаря включению последовательно с кварцевым резонатором управляю щей индуктивности L у схема работает на частоте, близкой к частоте последова тельного резонанса кварцевого резонатора. Использование управляющей индук

тивности позволяет корректировать	частоту	в пределах ± 7 -1 0 -7 от	номиналь
ного значения без ухудшения стабильности частоты кварцевого генератора.
ТКЧ схемы генератора порядка	1 •10—®,	сравнительная простота	схемы поз
воляет легко термостатировать ее.

Для уменьшения влияния нагрузки и получения достаточного выходного напряжения используется одиокаскадиый усилитель с трансформаторным выхо

дом.	обеспечивающий на нагрузке 100 Ом напряжение с амплитудой ие ме
нее	150 мВ.

С точки зрения быстрого установления частоты рекомендуется использовать кварцевый резонатор на частоту 10 МГц по пятой механической гармонике. Исследования показали, что при одинаковых перепадах температур частота квар цевых резонаторов устанавливается па 10 МГц в 1,5— 1,7 раза быстрее, чем на 5 МГц по пятой механической гармонике.

Одним из основных параметров кварцевого резонатора является величина нестабильности частоты при воздействии непосредственно на кварцевый резо натор следующих дестабилизирующих факторов: а) механических воздействий; б) циклических быстрых изменений температуры (термоударов); в) времени (старения кварцевого резонатора).

226

При меньшей массе кварцевой пластины резонатора, работающего по пятой механической гармонике, легче обеспечить устойчивость к механическим воздей ствиям, что особенно важно для мобильной аппаратуры. При этом стабильность по п. б) 'и в) ухудшается незначительно.

Исходя из изложенного выше, в малогабаритном высокостабильном квар

цевом генераторе был применен прецизионный	кварцевый	резонатор на	частоту
10 МГц, работающий по пятой механической	гармонике	с добротностью бо
лее 1•106.	11.13). Он состоит из трех		частей:
Рассмотрим конструкцию генератора (рис.	11.13). Он состоит из трех		частей:

1)кожуха 5 с теплоизоляцией;

2)корпуса 3 с размещенными иа нем обмотками нагревателя 4, мощным транзистором 1 и схемой терморегулирования;

3)основания термостата 6 со схемой генератора и органом коррекции

частоты.

тированного кварцевого геператора нератора

Транзисторы первых трех каскадов схемы регулирования температуры рас положены в специальных углублениях верхней части корпуса. Терморезисторы размещены в средней части корпуса в специальных углублениях и имеют непо средственный тепловой контакт с обмоткой подогрева. В нижней части корпуса термостата находятся другая часть рабочей обмотки и обмотка форсированного подогрева. Остальные элементы схемы терморегулирования, кроме реле 5 и диода 7, монтируются па плате 2.

Конструкция схемы генератора имеет цилиндрическую форму п вместе с кварцевым резонатором помещается внутри корпуса термостата.

227

Особенностью описанной конструкции кварцевого генератора является пол ное термостатнрование схемы рейулироваиия температуры, а также управление температурной характеристикой термостата изменением соотношения витков об мотки подогрева.

Кроме того, мощный транзистор схемы терморегулирования участвует в на греве термостата и отдает последнему рассеиваемую на нем мощность. Форси рованный подогрев управляется от тех же датчиков температуры, что и рабочий. Это создает оптимальные условия для быстрого разогрева термостатирующего

устройства.

кривая 2

Рассмотрим рис.

11.14.

Из

анализа кривых (кривая /

^=20°С,

t = —50°С)

видно,

что

время

установления

частоты генератора

за

счет

прогрева

термостатирующего устройства составляет

мин до 2-10-7

и 20

мин до Ы 0 ~ 7

при указанных температурах.

Укажем основные технические характеристики высокостабильного кварце

вого генератора:

Номинальная

ч а с т о т а

....................................................................

10 МГц

Суммарная нестабильность частоты в интервале темпе

2-10-7

ратур

.........................................................................................................

рабочих

т ем п ер атур

Интервал

—50°Сч-+65°С

Время

установления

частоты

с точностью

не хуже Ы 0 -7

20 мин

Суточная

нестабильность ч а с т о т ы .............................................

5-10- *

Пределы

коррекции

ч а с т о т ы

.....................................................

месяцев .

± 7 -1 0 ~ 7

Временная

нестабильность частоты за

2 - 10—7

О б ъ е м

..........................................................................................

0,45

дм3

а с с а

..........................................................................................мощность:

менее 500

Потребляемая

50 Вт

—

пиковая, не б о л е е ....................................................................

— средняя при +20°С,

не

б о л е е ......................................

3,5

Вт

— средняя при —50°С,

не

б о л е е ......................................

9 Вт

Механические

воздействия:

до 7 g

— вибрация

ускорением

..............................................

— ударная

прочность с

ускорением

..............................

до 200 g

Дальнейшие пути улучшения термостатирования и повышения стабильности частоты термостатированных генераторов следующие:

1.Улучшение параметров датчиков температуры, в частности уменьшение их старения.

2.Повышение стабильности кварцевых резонаторов при уменьшении их раз

меров.

3. Улучшение теплоизоляции, а именно применение многослойной вакуумной изоляции и размещение термостатирующего объекта в объеме с высоким

вакуумом.

4. Совершенствование систем терморегулирования.

12 Г Л А В А

ТЕРМОКОМПЕНСАЦИЯ ЧАСТОТЫ КВАРЦЕВЫХ ГЕНЕРАТОРОВ

12.1.АНАЛИЗ СПОСОБОВ ТЕРМОКОМПЕНСАЦИИ

Термокомпенсация — одни из методов повышения стабильности частоты кварцевых генераторов, работающих в широких интервалах температур. Термокомпеисация частоты кварцевых генераторов позволяет повысить ее стабильность без увеличения времени готовности и мощности потребления, что особенно важ но в мобильной аппаратуре. Существует большое число способов термокомпенсацни, различающихся принципом компенсации, влиянием иа фиксирующую спо собность генератора, сложностью компенсации и др.

Кратко рассмотрим некоторые способы термокомпеисации.

Линейный способ компенсации, заключающийся во включении последова тельно или параллельно с кварцевым резонатором реактивных сопротивлений с большим температурным коэффициентом.

Этот способ широко применяется в бескварцевых генераторах. Однако при менение его в кварцевых генераторах имеет специфические особенности, обуслов ленные нелинейностью ЧТХ кварцевого резонатора и малой величиной его емкостного отношения. Эффективность этого способа компенсации кварцевых генераторов будет рассмотрена в следующем параграфе.

Компенсация при помощи биметаллического конденсатора. Этот способ ком пенсации основан на изменении по определенному закону в интервале темпера тур емкости конденсатора с биметаллическими пластинами, включенного в ге нераторную схему. Вариантом такого конденсатора является конденсатор ро торного типа, используя который можно получить необходимый закон изменения емкости в интервале температур. Регулировка заключается в изменении формы статорной пластины конденсатора. Этот способ компенсации имеет малую меха ническую устойчивость, что весьма затрудняет его использование.

Компенсация при помощи термозависимого давления. Этот способ основан иа зависимости частоты кварцевого резонатора от давления, изменяющегося с температурой. Выбирая определенным образом точки приложения давления и меняя его величину в зависимости от температуры, можно компенсировать изме нения частоты кварцевого резонатора в интервале температур/ Термозависпмое давление обеспечивает биметаллическая пластинка, соединенная с пластинкой

кварцевого резонатора. Вариант такого	кварцевого	резонатора	показан на
рис. 12.1. При этом способе происходит	компенсация	ЧТХ не всего	генератора,

а только ЧТХ кварцевого резонатора. Данный способ не позволяет компенси ровать сложные ЧТХ кварцевых резонаторов и уменьшает механическую устой

чивость п эталонность кварцевых резонаторов.		основан
Компенсация	сдвоенными кварцевыми резонаторами. Этот способ	основан
на использовании	двух кварцевых резонаторов с противоположными ЧТХ	[85, 211].

Возможно применение отдельных кварцевых генераторов для возбуждения каж дого кварцевого резонатора, при этом используются суммарная частота и один генератор для возбуждения двух кварцевых резонаторов. Специфичность изго товления таких кварцевых резонаторов, разброс их характеристик не позволяют получить высокую стабильность частоты.

229

<<< < Предыдущая 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 2223 / 2823 24 25 26 27 28 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ

#
29.10.20232.04 Mб12Альбов С.В. Минеральные источники.pdf
#
19.10.20235.17 Mб6Альман, П. А. Автоматизированные системы управления в химической и нефтехимической промышленности [учеб. пособие].pdf
#
29.10.20233.34 Mб16Альперович С.З. Памятка монтажника железобетонных конструкций.pdf
#
23.10.202320.13 Mб12Альперт, Я. Л. Волны и искусственные тела в приземной плазме.pdf
#
22.10.202315.73 Mб36Альтерман, С. Л. Пособие дежурному по станции.pdf
#
24.10.20239.95 Mб17Альтшуллер Г.Б. Кварцевая стабилизация частоты.pdf
#
24.10.202311.43 Mб40Альтшуллер Г.С. Алгоритм изобретения.pdf
#
29.10.20233.61 Mб53Альтшуллер Г.С. Как научиться изобретать.pdf
#
19.10.20237.58 Mб7Альшиц, С. Д. Современные конструкции спрысков бумаго- и картоноделательных машин.pdf
#
19.10.20237.3 Mб23Алюминиевые и магниевые сплавы, армированные волокнами..pdf
#
22.10.202310.95 Mб15Алябьев, В. И. Самоходные лесопогрузчики учебник для проф.-тех. учеб. заведений.pdf