無回路水晶発振器。スキーム、説明

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アマチュア無線の練習では、周波数の非常に安定した発振を得るという問題が関連しています。通常、これらの目的には水晶振動子が使用されます。業界では、少なくとも 100 MHz の周波数までの水晶を生産しています。ラジオアマチュアが 27 MHz や 45 MHz などの周波数のクォーツを持っている場合、これはそのような生成周波数が得られることを保証するものではありません。ほとんどの場合、20 ～ 25 MHz を超える周波数のクォーツは高調波です (ほとんどの場合、3 次高調波です)。これは、27 MHz と刻印されたクォーツは実際には 9 MHz の周波数で生成され、45 MHz と刻印されたクォーツは実際には 15 MHz の周波数で生成されることを意味します。

したがって、文献で説明されている多くの回路では、27 または 45 MHz の周波数に調整された共振 LC 回路が使用されています。通常、そのような LC 回路はコレクタ (または電界効果の場合はドレイン) トランジスタに含まれます。

LC回路自体のチューニングの複雑さに加えて、この場合、そのような周波数では干渉の原因となるため、シールドする必要があります。さらに、低抵抗負荷用のLC回路を動作させる場合は、適切なバッファ段も必要です。

その結果、[1] では、ハーモニッククォーツを使用する場合、LC 回路を省くことが提案されました。しかし、回路 [1] の性能をチェックしたところ、テストされた水晶 (十数個の異なる高調波水晶がテストされました) のどれもが 3 次高調波で励起されなかったことが示されました。さらに、他の回路で確実に動作するクォーツ (第 1 高調波) でさえ、この回路では動作しません。この点に関して、著者は、アマチュア無線の練習でスキーム [1] を使用することを推奨しません。

同時に、27 MHz 携帯ラジオ局の多数の回路を詳細に分析すると、K174PS1 (K174PS4) チップと 27 MHz クォーツを使用すると、LC 回路なしで実行できることがわかります。著者は、同じ原理で動作する発振回路を開発する際に、この重要な結論を効果的に使用しましたが、個別の要素で動作します。これは、バッファを使用せずに 50 オームの出力を得ることが不可能なため、これらの超小型回路を使用するのはかなり不便であるためです。段階。

提案された回路では、出力インピーダンスは約 50 オームです。

ループレス水晶発振器

回路内のZQ1クォーツの動作は、トランジスタのエミッタ間のコンデンサの静電容量（C3）に応じて、メインと第4高調波の両方で可能です。

容量が 100 pF 程度の場合 (容量を選択する必要があります)、ほとんどの水晶は基本波で動作します。本体に27 MHzなどと書かれているクォーツは、9 MHzの周波数で生成されます。ただし、約 10 pF の静電容量では、生成は第 3 高調波で直接観察されます。このクォーツのケースに書かれている周波数を取得します。

提案されたスキームでは、C4のような小さな容量で、非高調波水晶でさえ第3高調波で生成されます。第 1 高調波のみで動作するように設計されています。これは、周波数が 20 ～ 25 MHz 未満のクォーツに特に当てはまります。したがって、たとえば、C6 の 4 MHz ケースに「100 pF」と刻印されたクオーツは、通常この周波数 (6 MHz) を生成しますが、C4 を 10 pF に下げると、18 MHz の周波数でも生成され始めました。そのような非高調波水晶の少なくとも 3 分の XNUMX は、ケースに示されているよりも XNUMX 倍高い周波数で生成することができます。

提案されたスキームでは通常、他のスキームでは生成されない (低アクティブな) クオーツ (第 1 高調波と第 3 高調波の両方) も励起されることにも注意してください。

保守可能な要素を使用して回路を設定するには、必要な生成周波数を取得するためにC4を選択するだけです。これを行うには、50オームの減衰器を介して、周波数計を回路の出力に接続し、静電容量C4を選択します。 50オームの負荷では、Up \ u12d200Vの回路は約3mVのRF電圧を生成します。残念ながら、XNUMX次高調波（ケースに記載されている周波数）で動作することを「望まない」クォーツがあります。これらは主に輸入されたミニチュアクォーツであり、おそらくクォーツ自体ではなく、特殊なセラミックが使用されています。

文学

1. Polyakov V. 安定した水晶発振器。 - ラジオ、1999 年、No. 6、S. 62。

著者: V. Artemenko (UT5UDJ)、キエフ。出版物: N. ボルシャコフ、rf.atnn.ru

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