Разделы сайта

Резонатор

Как было сказано ранее, для реализации высокой стабильности частоты автогенератора его эквивалентный контур должен помимо высокой добротности обладать параметрами, мало изменяющимися во времени при воздействии внешних дестабилизирующих факторов. Автогенераторы на LC-контурах не обеспечивают стабильности, требуемой по современным нормам. Поэтому в современных передатчиках в качестве высокостабильного генератора применяют генераторы с кварцевой стабилизацией. В качестве высокостабильной и высокодобротной колебательной системы в подобных генераторах используют кварцевые резонаторы.

Кварцевый резонатор представляет собой пластину, вырезанную из кристалла кварца и помещенную между двумя металлическими обкладками, называемыми электродами. Крепление кварцевой пластины осуществляют с помощью кварцедержателей. Кварц является кристаллическим минералом естественного или искусственного происхождения. Характерным для кварца является постоянство свойств, высокая упругость и большая твердость.

Кристалл кварца по форме близок к шестигранной призме, ограниченной сверху и снизу Шестигранными пирамидами (рис. 2.2,б ). У него различают следующие оси (рис.2.2, а, б ): оптическую ΖΖ, проходящую через вершины пирамид; три электрические XX, проходящие через противоположные Углы шестиугольника сечения призмы, и три механические ΥΥ, проходящие через середины противоположных сторон шестиугольника

Рис.2.2

Свойства кварцевой пластины зависят как от ее размеров и формы, так и от плоскости, в которой осуществляется ее срез (плоскости среза). Срезы, при которых ребра пластины параллельны осям кристалла кварца, называют прямыми. Преимущественное распространение получили косые срезы, при которых ребра кварцевой пластины составляют с осями кристалла некоторый угол. В зависимости от этого угла различают несколько типов пластин с косыми срезами, отличающихся друг от друга температурными характеристиками.

Кварцевые пластины имеют различную форму. Их выполняют в виде плоско-параллельных пластин, стержней или плосковыпуклых линз.

Электроды делают в виде токопроводящих пластин, расположенных вблизи поверхности кварцевой пластины или пленки (обычно из никеля, серебра или золота), контактирующей с ее поверхностью. Изготовление электродов с помощью металлизации кварцевой пластины позволяет полностью избавиться от зазора между электродами и кварцем, что дает возможность повысить добротность резонатора.

Параметры такого контура отличаются от параметров LC-контура. Во-первых, в таком контуре внешние воздействия мало влияют на резонансную частоту; во-вторых, контур обладает очень высокой добротностью, составляющей величину порядка 102 - 104. Напомним, что LC-контуры в диапазоне KB имеют добротность не выше 200- 300, а в диапазоне СВЧ - до 104.

Электрический эквивалент кварцевого резонатора (рис.2.3, а) с электродами в виде пленки на кварцевой пластине, показанный на рис. , б, представляет собой электрическую схему, которая имеет такие же полные электрические сопротивления, что и кварцевый резонатор на частотах вблизи резонанса На этой схеме индуктивность LK характеризует колеблющуюся массу кварцевой пластины; емкость Ск - величину, обратную упругости пластины; сопротивление Rк учитывает потери на трение, а также потери энергии при преобразовании механических колебаний в электрические; емкость Со - это емкость между выводами кварцевого резонатора на частотах, отличных от резонансной.

Рис.2.3

Суть физических процессов, происходящих в электрической цепи с кварцевым резонатором, можно пояснить следующим образом. Положим, что к электродам кварцевого резонатора подключили источник переменного напряжения. Тогда ток в цепи этого источника возникает за счет того, что:

Перейти на страницу: 1 2

Самое читаемое:

Анализ и исследование схем преобразователей напряжение-частота
В последнее время широкое распространение получили преобразователи напряжения в частоту на ОУ. Такие преобразователи характеризуются точностью, высокой линейностью, хорошей температурной стабильностью параметров и низкой стоимостью. Одно из главных применений преобразователей напряжения в частоту основано на способности этих преобра ...