Главная Промышленная автоматика.

ратурной нестабильности частот/н и /о- Для этого производится сведение ТЧХ частот fo и /н, при этом достигается совпадение ТЧХ fo и /и. Сведение ТЧХ производится с помощью реактивных сопротивлений предварительной компенсации Хдр-ко и

пр.к.н частот отжатня и иажатия соответственно. Обычно *пр.к - это коидеиса-

-сз-

1/75/

/(/тюч

пр.к.о

ГЗ/7

>пр.к.я

Рис. 10.13. Функциональная схема ТККГ с частотной манипуляцией

торы определенной группы по ТКЕ. Изменением величины емкости этих конденсаторов и производится сведение ТЧХ. Поскольку термокомпенсация производится изменением напряжения смещения иа варикапах Д1 и Д2, то использовать один ТЗП можно лишь при одинаковой крутизне характеристики управления, что и до-

1- rant

Пэ1 ДЗ


-L <о

Рас. 10.14. Функциональная схема КГ с частотной манипуляцией при использовании одного варикапа для частотной манипуляции и термокомпенсацня: et - при отсутствии дополнительных реактивных сопротивлений; б - пра

нх коммутации

стирается с помощью Хвыр.о и Хвыр.и-С помощью этих реактивных сопротивлений регулируется и выравнивается крутизна. Так как обычно это конденсаторы, то изменяется их емкость.

В [8] приведена схема ТККГ с частотной манипуляцией, в котором верхняя и нижняя частоты манипуляции обеспечиваются изменением уровня напряжения смещения иа варикапе.

Если частотная манипуляция осуществляется изменением уровня напряжения смещения иа варикапе, то наиболее целесообразна

термокомпенсация термозависимым изменением напряжения па этом же варикапе при использовании двух ТЗП. Функциональная схема такого генератора приведена иа рис; 10.14, а.

В данном случае температурная нестабильность частоты нажатия/и компенсируется с помощью ТЗП1, подключенного к варикапу через диод Д1. С помощью ключа подается напряжение па ТЗП2. который, в свою очередь, через диод ДЗ подключается к варикапу Д2. Напряжение на варикапе повышается на величину, необходи-jiiyro для обеспечения работы генератора иа частоте отжатня fo- Диод Д1 этим напряжением запирается и отключается от варикапа Д2. В том случае, когда необходимый разнос частот манипуляции пе может быть обеспечен изменением напряжения смещения иа варикапе, одновременно с изменепнем напряжения па варикапе производится и коммутация реактивных сопротивлений XI и Х2, как это показано иа функциональной схеме рис. 10.14, б.

Применение термокомпеисации позволяет обеспечить высокую стабильность частог манипуляции в широком интервале температур. Элементы цепей термокомпеисации рассчитываются точно так же, как и в разд. 7.

МНОГОЧАСТОТНЫЕ КВАРЦЕВЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ 11.1. Многокварцевые генераторы

Для получения большого числа высокостабяльиых частот цеде-сообразио использовать опорные КГ с синтезатором частоты.

Для получения малого числа стабильных частот, например в малоканальной аппаратуре связи, рекомендуется использовать КГ иа несколько-частот. Наиболее широко в этом случае применяется способ переключении резонаторов с помощью электронных ключей, которые обеспечивают дистанционное переключение и сравнительно большие скорости переключения. В качестве электронных ключей могут быть использованы полупроводниковые диоды.

Коммутационные диоды должны иметь малое сопротивление в открытом состоянии и малую проходную емкость в закрытом состоянии. Одним из таких диодов ивляется кремниевый диод КД512А. Его прямор сопротивление равно 20-40-Ом прн токе в прямом направлении 5-10 мА, емкость менее 1 пФ прн напряжении не менее 5 В, габариты 0 1,2 X 2,8 мм. Диоды включаются последовательно с резонаторами. Наиболее простой является схема с включением коммутационных диодов в иизкопотепциальиую цепь. Для уменьшения паразитных емкостей неработающих резонаторов и ин-дуктивиостей коррекции частоты относительно земли целесообразно включать коммутационные диоды в высокочастотную часть. Одна из таких схем показана на рис. 11.1.

Диоды Д1-Д10 служат для коммутации резонаторов. Работающий резонатор подключен к базе транзистора Т1 через открытый диод с помощью подачи иа соответствующий контакт напряжения «кл; остальные диоды заперты падением напряжения на резисторе R 11. Конденсаторы С1-СЮ - блокировочные. Прн необходимости коммутации большего числа резонаторов можно разделять резонаторы иа группы, которые, в свою очередь, коммутируются дополни-



тельными диодами. Следует отметить, что включение коммутациои-иых диодов несколько ухудшает условия возбуждения и приводит к увеличению нестабильности в интервале температур из-за изменения параметров диодов.

В тех случаях, когда целесообразно ие ухудшать стабильность частоты и условия возбуждения генератора и уменьшить ток потребления цепей коммутации, целесообразно применять коммутацию ие резонаторов, а кварцевых генераторов, при этом обеспечивается повышенная стабильность частоты из-за отсутствия коммутационных диодов в цепях резонаторов. Повышенная экономичность достигается коммутацией по базам транзисторов. Вариант такой схемы показан иа рис. 11.2. Эта схема состоит из 10 генераторов, которые


I о --о I о

Рис. II.I. Схема с коммутацией кварцевых резонаторов С31

у т V / Т V т У п -


"i

\язз

Puc. 11.2. Схема с коммутацией КГ 166

работают по емкостной трехточечной схеме с включением в цепь коллектора транзистора входного сопротивления усилительного каскада иа транзисторе ТП с общей базой (5].

Такое включение позволяет повысить стабильность выходного напряжения прн малом токе потребления. Для включения нужного канала следует подать иа клемму «„л соответствующее напряжение.

K/iZ

1/792

ТЗП1\

]- ГЭ/72}-

ТЗП!

3/793

К А 4

тзпи

Рис. 11.3. Схема мпогокварцевого ТККГ с термокомпеисацией частоты

На других клеммах напряжение должно отсутствовать. При этом другие генераторы работать ие будут и соответственно ие будут потреблять энергию. В качестве напряжения, подаваемого иа соответствующие клеммы, может быть использовано напряжение Е, которым питаются генераторы.

ГЗ/7/

ranz

КЗ- гзпз

к A3

ГЗП11

i 1

Рис. 11.4. Схема миогокварцевого ТККГ с одним (общим) варикапом

Для повышения стабильности частоты необходимо применять термокомпеисацию. Целесообразно термокомпеисировать каждый резонатор (генератор) индивидуально. Одни нз вариантов термокомпеисацнн четырех резонаторов показан иа рнс. 11.3 прн использовании одной (общей) активной части генератора. В этой схеме последовательно с резонаторами включаются варикапы (Д1-Д4), иа которые подаются напряжения необходимой формы с термозавнсн-мых потенциометров (ТЗП1-ТЗП4). Следует отметить, что в данных



схемах компенсируется и изменение частоты генератора в интервале температур, обусловленное влиянием ключей.

Можно использовать в таких схемах одни (общий) варикап (рис. 11.4). При включении соответствующего ключа необходимый резонатор и соответствующий термозависимый потенциометр подключаются через один из диодов Д1-Д4 в варикапу Д5, другие диоды в это время закрыты, чем и достигается отключение остальных ТЗП, В схемах (см. рнс. 11.3 и 11.4) не показаны корректоры частоты, которые при необходимости включаются последовательно с резонаторами. При малых расстройках (примерно 2-10 кГц иа J0 МГц) можно использовать одни резонатор для стабилизации ряда близкорасположенных частот.

11.2. Генераторы на несколько близкорасположенных частот с одним кварцевым резонатором

В некоторых случаях необходимо получить ряд стабильных частот с малым интервалом между ними. Такая необходимость появляется, в частности, в современных связных радиостанциях с малым числом каналов связи и малым разносом частот между ними. Следует отметить, что по мере повышения частоты связи относительный разнос между соседними каналами связи уменьшается; прн разносе 25 кГц относительные разносы равны 156-10-°; 76-10-* и 55-10-* иа частотах связи 160, 330 и 450 МГц соответственно. По мере уменьшения разноса между каналами и дальнейшего повышения частот связи интервал частот будет еще меньше. В этих случаях целесообразно использовать одни резонатор для стабилизации ряда близкорасположенных частот. Переход с одного канала иа другой осуществляется коммутацией реактивных элементов, включенных обычно последовательно с резонатором.

Число каналов связи, которые можно стабилизировать одиим резонатором, определяется в основном диапазоном частот, разносом между каналами связи, допустимой стабильностью частоты, влиянием элементов одного канала иа другой и устойчивостью генератора к паразитному возбуждению. При разносе между соседними каналами 100 - 200-10-* практически ограничиваются 4 -10 соседними каналами связи с использованием одного резонатора. Диапазон частот таких генер-аторов целесообразно выбирать в пределах 10- 30 МГц при работе резонатора по основной частоте. Сдвиг частоты резонатора достигается включением в каждый канал реактивного сопротивления

сдв - -

(1-ео) (1-екан)

Вариант четырехканального одиокварцевого генератора показан иа рнс. 11.5. Активная часть генератора обозначена через ЛЧГ. Стабильность частоты такого генератора будет несколько меньше стабильности частоты одноканальиого генератора за счет влияния ключей, нестабильности сопротивлений .Хсдв и изменения ТЧХ резонатора при HSMeHeHHif его частоты. При работе резонатора иа частоте канала, отличного от частоты последовательного резонанса, изменение ТЧХ

Изменение ТЧХ резонатора иа различных каналах по отношению к ТЧХ резонатора иа последовательном резонансе можно скомпенсировать включением последовательно с резонатором реактивного сопротивления предварительной компенсации Хдр.к с температурным коэффициентом «р определенного знака. Вызванное включением Хцр.к изменение ТЧХ

{L..=T"»fet"-»"---

\пэ1

К/1 г

"X

Рис. 11.5. Схема четырехканального КГ с нспользованкем одного кварцевого

резонатора

Величину Хпр.и (или его температурный коэффициент) можно найти, приравнивая с обратным знаком правые части (11.1) н (11.2). Тогда

= -«п

(1-екан)*

В таких схемах можно получить стабильность в интервале температур от - 30 до + 60° С ие хуже ± (15-20)-10-*. Дальнейшее повышение стабильности частоты может быть получено при применении термокомпеисации.


Рис. U.S. Схема четырехканального ТККГ с отдельной термокомпенсацией

каждого канала

Хорошие результаты по повышению стабильности частоты дает термокомпеисации каждого канала связи (рис. 11.6). Прн этом в каждый канал связи последовательно с Хсдв включен варикап, напряжение иа котором определяется своим термозависимым потеицио-





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 [27] 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

0.0034