Генератори на сериен резонанс

Схемата на високочестотен кристален осцилатор може да се основава на използването на кварцов резонатор като елемент на положителна обратна връзка. В такива генератори, често наричани генератори на сериен резонанс, кристалът се използва като последователна резонансна верига и работи на честоти, близки до серийната резонансна честота. В този случай еквивалентното съпротивление на кварцовия резонатор има активен характер.

Понастоящем има няколко основни схемни решения за кварцови осцилатори със сериен резонанс, всеки от които има свои предимства и недостатъци. Сред тези схеми си струва да се отбележат генератори според схемите на Бътлър (Butler) и според схемата на Hegner (Hegner). В този случай генераторите на сериен резонанс по схемата на Бътлър могат да се изпълняват както на един, така и на два транзистора.

Опростена схематична диаграма на последователен резонансен кристален осцилатор съгласно схемата на Бътлър на два транзистора е показана на фиг. 3.18. Основната характеристика на този дизайн на веригата е включването на кварцов резонатор BQ1 във веригата с положителна обратна връзка между излъчвателите на транзистори VT1 и VT2.

Фигура: 3.18. Опростена схематична диаграма на сериен резонансен кристален осцилатор съгласно схемата на Бътлър на два транзистора

Опростена схематична диаграма на сериен резонансен кристален осцилатор съгласно схемата на Бътлър на един транзистор е показана на фиг. 3.19. В този случай транзисторът VT1 за променлив ток се включва съгласно схема с обща основа. Характеристика на този дизайн на веригата е включването на кварцов резонатор BQ1 във веригата с положителна обратна връзка между колектора и излъчвателя на транзистора VT1.

Фигура: 3.19. Опростена схематична диаграма на сериен резонансен кристален осцилатор съгласно схемата на Бътлър на един транзистор

Опростена схематична диаграма на сериен резонансен кристален осцилатор съгласно схемата на Хегнер е показана на фиг. 3.20. Основната характеристика на разглежданата схема е включването на кварцов резонатор BQ1 във веригата с положителна обратна връзка между колектора на транзистора VT2 и основата на транзистора VT1.

Фигура: 3.20. Опростена схематична диаграма на сериен резонансен кристален осцилатор съгласно схемата на Хегнер

Трябва да се признае, че тези схеми са сравнително рядко използвани при разработването на високочестотни генератори на миниатюрни радиопредавателни устройства. Факт е, че по-сложните схеми за осцилатори с кварцова честотна стабилизация обикновено се основават на използването на два или повече транзистора, което води до по-сложна схема и увеличаване на броя на пасивните елементи. В специализираната литература и в Интернет можете да намерите голям брой дизайни, които са модификации на посочените схеми на генераторите на последователни резонанси и техните схеми само на пръв поглед имат фундаментално значими разлики от основните решения на схемите. Във връзка с ограничения обем на предложената книга, този раздел ще разгледа характеристиките на работата на кварцови последователни резонансни осцилатори, базирани на схемите на Бътлър.

На първо място, ние говорим за схемата на кварцов осцилатор по схемата на Бътлър, направена на два транзистора. Отличителна черта на тази схема на транзисторен RF генератор, характеризираща се с качество, надеждност и гъвкавост, е включването на кварцов резонатор във веригата за обратна връзка между излъчвателите на транзисторите. Различни модификации на тази схема се използват широко при проектирането на осцилатори с честоти от 10 MHz до 200 MHz.

Схематична диаграма на един от вариантите на високочестотен кварцов кристален осцилатор с сериен резонанс съгласно схемата на Бътлър, направена на два транзистора, е показана на фиг. 3.21. Честотата на генерирания сигнал от тази конструкция е от 6 MHz до 30 MHz с изходно напрежение 200 mV. Консумацията на ток при захранващо напрежение 9 V не надвишава 3 mA, изходното съпротивление е около 200 Ohm.