XNUMX つの CMOS オシレータ。スキーム、説明

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XNUMXつのCMOS発振器。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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広く使用されている K176LA7 CMOS チップを使った実験で、著者は XNUMX つの単純なジェネレータを実装することに成功しました。これらを読者に提供します。

アマチュア無線の実践では、非常に安定した発電機が必要になることがよくありますが、所望の動作周波数を備えた水晶共振子が見つかりません。より高い周波数の共振器がある場合は、たとえば、水晶周波数安定化機能を備えた発振器を作成し、分周器を使用して周波数を希望の値まで下げることができます。このようなデバイスには通常、少なくとも 1 つのマイクロ回路が必要です。一方、アマチュア無線家が必要な周波数の 500 倍高い動作周波数の共振器を持っている場合、問題ははるかに簡単に解決できます。発電機の回路は図に示されています。図 166 では、著者は周波数 6 kHz の水晶共振器を使用し、発生器の出力の方形波の周波数は 1.(1) kHz でした。他の周波数（数十 kHz から数 MHz）の共振器を使用することもできますが、この場合はコンデンサ CXNUMX と抵抗 RXNUMX を実験的に選択する必要があります。 (周波数が高くなるほど評価は低くなり、その逆も同様です)。

しかし、水晶が基本周波数よりも低い周波数で共振を持たない場合、そのような発電機はどのように機能するのでしょうか? ポイントは図のとおりです。 1 RC 発電機は自励式の条件をすべて備えています。実際、水晶と水晶ホルダーの並列容量は正のフィードバック回路を形成し、抵抗器 R1 は DC フィードバック回路を閉じます。これにより、DD1 マイクロ回路の最初の 1 つの要素の線形動作が保証されます。抵抗器 R1 とコンデンサ C500 を選択することにより、発振器周波数は水晶共振器の動作周波数を XNUMX で割った値よりわずかに低く設定されます。方形パルスの急峻な前面は、基本周波数で共振器を励起します。 XNUMX kHz の周波数で端子に発生する電圧は、RC ジェネレーターを同期させ、位相を非常に正確に同期させます。

XNUMXつのCMOS発振器

これらすべては、回路に従って水晶共振子の右側の出力に（発電機の動作を中断しないように）小さな入力容量を備えたプローブを接続することにより、オシロスコープを使用して観察できます。画面には、周波数 166 kHz のより小さな振幅の正弦波振動が周波数 6.(500) kHz の矩形振動にどのように重ね合わされているかが示されています。上記の発生器の同期帯域幅は非常に広いため、電源電圧、温度、素子定格の特定の制限の変化などの不安定要因は、その動作に事実上影響を与えません。周波数の安定性は、使用される水晶振動子によって完全に決まります。

別の発電機は、今説明したものとは対照的に、非常に広い同調範囲を持っており、ここで周波数の安定性について話す必要はなくなりました。完全に（温度依存性は研究されていません）制御の安定性によって決まります。電圧。発電機の回路を図に示します。 2. ブロッキングコンデンサが XNUMX つだけあり、発電機の発振が周波数制御回路に入るのを防ぎ、外部干渉から保護します。発電機自体の動作には関与しません。マイクロ回路のすべての要素は直列に接続されており、ジェネレータは最初の XNUMX つに組み立てられ、出力バッファ段は XNUMX 番目にあります。

XNUMXつのCMOS発振器

フィードバック回路は抵抗器 R1 によって形成され、直流電流に対しては負であるため、発電機要素の動作の線形モードが提供されます。それらのそれぞれにおいて、信号は一定時間遅延され、この遅延の持続時間は電源電圧に大きく依存します。電圧が高いほど遅延は少なくなります。発振位相シフトは遅延時間と周波数の積に比例します。十分に高い周波数では、マイクロ回路の各要素の位相シフトは60°に達し、180つすべてで3°に達します。その結果、OOS は正になり、発電機はこの周波数で励磁されます。電源電圧が 12 V から 300 V に増加すると、発電機の周波数は約 6 kHz から 20 MHz、つまり 2 倍変化します。この場合、消費電流は 500 ミリアンペアの数分から 1600 mA まで増加します。たとえば、発生器が中波範囲 (3,5 ～ 5 kHz) をカバーするには、電源電圧を 1 ～ XNUMX V だけ変更する必要があります。周波数範囲は、抵抗 RXNUMX を選択することによって変更できます。

上記の発生器の利点はその例外的な単純さであり、主な欠点は出力電圧が周波数に大きく依存することです。

著者: V.Polyakov、モスクワ

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