АГ с кварцевыми резонаторами.

АГ с LC-контуром обладают невысокой стабильностью. Для повышения – высокодобротные колебат.сист., обладающие высокостабильной резонансной частотой. Гораздо лучше – колебат.сист. из материалов с пьезоэффектом (в частности – кварцевые резонаторы). Добротность – 10⁵-10⁷ без спец.мер по стабилизации.

резонансная ч-та определяется геометрич.размерами пластины и видом среза. В зависимости от направления среза по отношению к кристалло-графическим осям: прямые срезы и косвенные. В наше время чаще используют косые с колебаниями сжатия/растяжения по ширине на частоте до 500 кГц и колебаниями сдвига по ширине на более высоких частотах.

Fрез=М/d, М – технологич.коэф-т = 1,7-3 МГц·мм; d-толщина пластины.

Для повышения частоты колебаний нужно уменьшать толщину. Из-за технич.треб-й d≥мм. Это определяет основную частоту клебаний до 17-30 МГц.

При необходимости стабилизировать более ВЧ используются механические гармоники. Возбуждение возможно только на нечётных гармониках, т.к. только так возможно возникновение на пластинах заряда разного знака.

Температурная зависимость ч-ты характ-ся ТКЧ.

Уход частоты из-за старения резко регламентирован ГОСТом.

Эквив.сх.:

С0 – статич.ёмк-ть кристаллодержателя = 4,8 пФ в зависимости от корпуса. Lкв = дес-ед Гн,Cкв = дес-сотни пФ, r кв = до неск-х Ом – параметры пластины.

У пластины 2 резонансные частоты: ω₁=1/√LквCкв – последоват-й резонанс, ω₀=1/√Lкв(CквС₀/( Cкв+С₀)) – параллельный(неск-ко больше последоват-го).

Экв.сх м.б. представлена в виде последоват-й сх.замещ-я (Zкв=rкв+jXкв).

параметры Zкв сложно обратно звият от частоты:

частоты, при которых Хкв=0 с большой точностью совпадают с рез.частотами, а реакт.сопр. в [ω1;ω0] – инд.хр-р, вне этого интервала – емкостной.

rпот имеет максимум на паралл.резонане.

схемы, используемые на практике:

1) кв.рез., использумые в кач-ве индуктивности (выполняют по схеме емкостной 3хточки, как обычные АГ)

чаще используется первая сх., т.к. в обычн.АГ нет инд-ти, и не требуется настройка.

При работе кв.рез. на механич.гармониках исп-ся емк.3хточка, но дополнит-но вводится индуктивность.

Резонансная частота контура (L и C), выбирается т.о., чтобы она была ниже рабочей, но выше ближайшей низкой нечётной гармоники. При таком выборе на рабочей частоте контур будет эквивалентен ёмкости, и это будет обычный АГ.

На низких гармониках контур эквив-н идуктивности, и АГ не самовозб-ся из-за невыполнения условий.

Если решать Ур-е баланса амплитуд и фаз для АГ, то 2 решения (частоты со * на рисунке). Х1(ω1)+Х2(ωг)+ Хкв(ωг)=0.

Т.к. в точке А потери минимальны, то возбуждение происходит вблизи последовательного резонанса. Генерируемая частота ωг≈ω1(1+1/2·Скв/(С0+(С2С1)/(С2+С1))) без учёта потерь. Скв очень мало, поэтому часты близки (∆ на рисунке оч.мало).

2) кв.рез., используемые как последовательный контур в цепи ОС. Модуль сопротивления минимален на послед-м резонансе и резко возрастает при отклонении от этой частоты.

на частотах, близких к ω1, цепь оказывается замкнутой и АГ самовозб-ся. При отклонении от ω1 потери велики, Кос оч мал, самовозб-я нет.

НО в этой сх.возможно самовозб-е паразитных колебаний на ω>> ω1, т.к. имеется статическая ёмкость С0. с увеличением ω сопротивление С0 падает, и цепь замкнутв на ВЧ (ωрез).

Чтобы избежать этого, используется схема с нейтрализацией С0:

ток, протекающий через Снейтр будет равен по величине току через С0, но в противофазе за счёт трансформатора. В • токи компенсируются, что эквивалентно тому, что цепь разомкнута. Сн д.б.≈ С0. но т.к. используется последлвательный резонанс, то маркировка на корпусе – это и есть параметр рез-ра.