Главная Промышленная автоматика.

метром. Для уменьшения габаритов и стоимости генератора Целесообразно использовать один термозависимый потенциометр для стабилизации нескольких каналов связи. Трудности использования одного ТЗП заключаются в том, что температурно-частотная характеристика резонатора, крутизна характеристики управлении и влияние реактивных сопротивлений, включенных для сдвига частоты, изменяются при переходе с одного канала связи иа другой. Для уменьшения влияния разброса ТЧХ различных каналов связи следует предусмотреть в каждом канале реактивные сопротивления предварительной компенсации Хцр.д с температурным коэффициентом

"X"

А>2

А>5

fnp.K

•"пр. к

т1аЛ\ \\ллА\ \\jA\ П£-Д

Рис. 11.7. Схема четырсхкакального КГ с использованием общего ТЗП

ар определенного знака и реактивные сопротивления Хвыр. подключенные париллельно варикапам, выравнивающим крутизну характеристик управления:

выр=--ря/кая- (П.З)

Величина Хдр.к «лн его температурный коэффициент могут быть получень. нз (11.2).

Схема четырехкаиального одиокварцевого генератора с одним общнм термозавнсимым потенциометром показана иа рнс. 11.7.

Возможен и другой вариант построения схемы многоканального возбудителя с одним резонатором н одинм ТЗП, в которой используется выравнивание эффекта компенсации по различным каналам изменением компенсирующего напряжения ДУк. подаваемого на варикапы. Для этого необходимо между выходом ТЗП и варнкапа-Mli каналов включить согласующие устройства с коэффициентом передачи напряжения

кан1

перп -

Д{/к

-канп

каи1 /

Можно использовать для термокомпеисации один ТЗП и одни общий варикап (рис. 11.8). При подключении необходимого канала

одновременно тем же ключом обеспечивается подключение парал-лельио варикапу реактивного сопротимения Хвыр. которое также

"•ТассГрим iiie? подробную принципиальна схемучетырех-канального КГ, термокомпенсированного по структурной схеме Jhc 11 7 Генератор (рис. 11.9) выполнен по схеме емкостной трех-


рис. 11.8. Схема четь.рехка„ального КГ с общими ТЗП и варикапом

.гпикн ня тпанзистоое Т2 КТ316Б. На каскодно включенном тран-Гсторе тГсобраТезонансный усилитель. Транзистор ТЗ и стаби-лнтрои Д11 образуют стабилизатор питающего напряження. Сдви-


кАКК

РиС. 11.9. Принципиальная схема четырехкаиального КГ

частоты каналов осуществляется катушйамн индуктивности L1 - L4, предварительная компенсация- с помощью конденсаторов С1, С4, С7, Сю, а выравнивание крутизны характеристики упоавлення - конденсаторами С2*. С5*, С8*, СП*.



Каналы связи можно переключать с помощью автоматического коммутатора каналов АКК. При включении, например, первого канала связи АКК открывает ключ Кл1 и последовательно <: резонатором включаются все те реактивные элементы, которые определяют характеристики первого канала связи. Одновременно остальные ключи Кл2-Кл4 с помощь.ю АКК надежно закрыты, чем исключается влияние остальных каналов связи на работающий каиал (см. рис. 11.7). В качестве ключей используются диоды КД512А, имеющие малую емкость (1 пФ прн смещении 5 В). Дроссели Др1 - Др5, резисторы R15, R17, R19, R21, R23, конденсаторы СЗ, С6, С9, С12 надежно блокируют каналы связи по высокой частоте от АКК.

При включении первого канала резистор R 15 через весьма малое сопротивление открытых транзисторов, входящих в состав АКК, подсоединяется к корпусу. Одновременно иа остальные диоды, Дб, Д8, Д10, от АКК подается запирающее напряжение + 9 В. На положительные выводы этих диодов поступает напряжение + 3,5 В, образуемое делителем напряжения R23, R15. Таким образом, диоды надежно закрыты напряжением, равным 5,5 В. После того как каналы связи предварительно скомпенсированы конденсаторами С1, С4, С7, СЮ, а крутизна характеристики управления выравнена с помощью конденсаторов СЗ*, С5*,С8* и СП*, напряжение компенсации будет в равной степени воздействовать иа частоты всех четырех каналов связи и все они будут термокомпеНсированы. Схема термокомпеисации аналогична схеме одноканальиого генератора и рассмотрена ранее в разд. 7.

Стабильность частоты генератора в интервале температур от - 30 до + 50° С ие хуже ±4-10"*. Указанная стабильность частоты соответствует рекомендациям МККР и удовлетворяет требованиям ГОСТ, в частности требованиям, предъявляемым к системе подвижной УКВ радиосвязи «Алтай», работающей в диапазоне частот 300-346 Л1Гц. При использовании в системе «Алтай» 24-кратного умножения часто-.ы и разноса между каналами связи приемопередатчика 25 кГц частота генератора должна быть в пределах от 12,5 до 15 МГц, а разнос между каналами связи генератора соответственно составит 1 кГц. При разносе между каналами связи приемопередатчика 50 кГц эта величина равна 2 кГц.

Технические характеристики четырехканального генератора

Число каналов связи ......

Разнос между каналами связи, кГц . Диапазон рабочих частот, МГц Температура окружающей среды, °С . . Стабильность частоты в интервале температур

Напряжение питания, В.....

Потребляемая мощность, мВт Выходное напряже!Н!е (иа сопрот11ВЛС1Н11

100 Ом), мВ........

Время подготовки к работе, с, не более Габаритные размеры, мм.....

1-2 10-15 От -30 до +50 ±(3-4)-10-« 12,6±10% 100

200-400 1

58X48X20

Использование многоканальных КГ с одним резонатором в аппаратуре связи позволяет уменьшить ее габариты и массу, а также получить существенный экономический эффект благодаря уменьшению числа резонаторов, элементов ТЗП и других элементов схемы.

Однако использование одного резонатора для стабилизации ряда близко расположенных частот не позволяет получать большие расстройки между частотамн. Большие интервалы частот позволяют получать поличастотные резонаторы.

11.3. Генераторы с попичастотнь!Ми кэгрцевыми резонаторами

Использование одного резонатора для стабилизации ряда частот позволяет создать малогабаритные, экономичные генераторы для сравнительных малых расстроек по частоте.

Получение значительно больших расстроек частоты затруднено из-за изменения запасов по возбуждению: генератор возбуждается иа нежелательных частотах и ухудшается стабильность частоты.


Рис. 11.10. ЧстырсхканальныП резонатор (а) и его схематическое изображение (б)

Можно получить от одной кварцевой пластины ряд частот с большим разносом между частотами из-за нанесения на одной пластине нескольких пар электродов.

Возможность получения от одной кварцевой пластины нескольких частот была доказана после создания Шоклн «теории захвата энергии», па основе которой были разработаны миогоэлектродиые пьезоэлементы, явившиеся вначале основой пьезомехаинческих фильтров. Сущность «захвата энергии» заключается в том, что по мере уменьшения соотношении частот кварцевой пластины с нанесенными электродами и без иих колебания концентрируются в центрах электродов.

Таким образом, иа одной кварцевой пластине могут быть получены «точечные» резонаторы.

На одной кварцевой пластине, в зависимости от ее размеров н толщины, может быть размещено два или более точечных резонаторов, акустически изолированных друг от друга, настроенных на различные частоты. Один из вариантов многоэлектродпого пьезоэлемента с четырьмя точечными резонаторами представлен иа рис. 11.10. Акустическая изоляция точечных резонаторов достигнута путем подбора толщины электродов и расстояний между их центрами.

При использовании полнчастотных резонаторов AT, работающих иа основной частоте, был получен разнос между крайними частотами порядка 1%,



прн нсследованнн многоэлектродных резонаторов было замечено некоторое отлнчне ТЧХ отдельных точечных резонаторов. Оно может быть обусловлено несколькими причинами: неплоскопарал-лельноСтыо кварцевой пластины, дефектами сырья и т. д. Однако прн больших расстройках точечных резонаторов это отлнчне.может быть связано с различной толщиной электродов. В [106] было отмечено, что ТЧХ резонаторов AT поворачиваются по часовой стрелке прн уменьшении частоты (увеличении массы электродов). В первом приближении изменение ТЧХ может быть учтено как изменение температурного коэффициента первого порядка:

«Ов = аоекач + «;«Дк/к. (И. 4)

где Д/„ - изменение частоты резонатора прн изменении массы электрода; а„ - коэффициент, учитывающий изменение ТЧХ.

Ориентировочное значение коэффициента «и для резонаторов AT равно - 0,18-10-*. Прн сравненин с температурным коэффициентом емкостного отношения т резонаторов AT = 3-10~*, характеризующим изменение ТЧХ резонаторов при изменении расстройки резонатора, видно, что прн использовании резонатора с различными электродами на несколько частот ТЧХ изменяется в 16 раз меньше, чем при из\1ененнн расстройки. Для повышения стабильности частоты н устранения изменения ТЧХ резонатора в генератор целесообразно включить сопротивления Хомп- Его ТКЧ может быть найден с учетом (11.4): «р = -2ам/тХ„омп-

Генератор с использованием полнчастотного резонатора более устойчив к возбуждению на побочных колебаниях, а стабильность его частоты выше, чем у генератора с использованием одного резонатора из-за отсутствия сопротивлений Хсдв и работы генератора вблизи последовательных резонансов «точечных» резонаторов.

Кроме того, генераторы с использованием полнчастотного резонатора могут одновремеино выдавать различные-частоты, причем часть «точечных» резонаторов может работать на основных частотах, а другая часть на колебаниях высших порядков. Включение и выключение отдельных генераторов.прн этом не вызывет изменения частоты других генераторов более чем на 1-10~*.

Используя кварцевую пластину среза AT, можно получить стабильность частоты в интервале температур от - 30 до + 50 °С не хуже ± 15-10- и в интервале температур от - 50 до + 70° С не хуже ± 25-10-».

Можно выполнить «точечные» резонаторы с акустической связью между ннмн. Такие полнчастотные резонаторы позволяют уменьшить время перехода с одной частоты на другую как прн ручном управлении, так и при автоматическом поиске свободного канала связи по отношению к генераторам с нспользоваинем отдельных резонаторов.

Прн необходимости повысить стабильность частоты целесообразно применять термокомпенсацию. Схемы ТККГ с поличастотным резонатором аналогичны схемам с использованием одного резонатора для стабилизации нескольких частот. Рассмотрим более подробно вариант ТККГ с поличастотным резонатором прн использовании одного общего термозавнсимого потенциометра (рнс. 11.11). Вследствие разб] оса динамических параметров полнчастотного резонатора иа различных частотах крутизна управления частотой получается различной, Приводя кхудшей компенсации.Для получения

одинаковой крутизны управления Sn параллельно варикапам включаются реактивные выравнивающие сопротивления

где Хрн - сопротивление варикапа при начальном напряжении; т„ - емкостное отношение резонатора с электродами, на частоте, принятой за начальную.

Прн приведении крутизны управления к частоте с минимальным емкостным отношением в качестве выравнивающих сопротивлений

гттг

•*К0МП2 1

-компз


Рис. tl.ll. Схема четырехкаиального ТККГ с использоаанкем полччастотиого кварцевого резонатора

применяются конденсаторы, подключение которых параллельно варикапам уменьшает крутизну управления. Такие ТККГ позволяют получать температурную стабильность частоты около 3-10-*. Более высокую стабильность можно получить применением отдельных ТЗП для компенсации «точечных» резонаторов. В этом случае может быть получеиа стабильность частоты в широких температурных интервалах около 1-10-.

3 тех случаях, когда необходимо получить еще больший разнос между частотами одной кварцевой пластины, можно для образования «точечных» резонаторов на различные частоты использовать ие различные массы электродов, а различие толщин пьезоэлементов резонаторов. Пьезоэлемёнты резонаторов иа одной кварцевой пластине могут быть получены ионной обработкой пластины аналогично резонаторам на одну частоту. Такие резонаторы рассматривались в разд. 6. У таких полнчастотных резонаторов может быть получен





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

0.0043