Главная - Литература

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 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 [67] 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

мостаты, в которых после точной установки частоты температура поддерживается постоянной.

В кварцевых пластинках могут возбудиться нежелательные механические колебания. Упругими связями в кристалле могут возбуждаться одновременные колебательные деформации изгиба, растяжения и сдвига. Подавление нежелательных видов деформации достигается подбором длины и ширины кварцевой пластинки соответственно данной толщине так, чтобы свести к минимуму упругую связь основных колебаний с этими нежелательными видами деформации. Размеры пластинки могут быть различными в зависимости от того, какой вид деформации и какой срез пластинки используются. Сведения об этом получают большей частью экспериментально.

В кварцах типов А и В (см. § 6-4в), являющихся практически основными типами для рабочих частот в пределах 0,5-20 Мгц, поверхность пластинки делается с незначительной выпуклостью. Это способствует подавлению нежелательных колебаний. Кривизна выпуклости приблизительно обратно пропорциональна частоте.

Вследствие хрупкости кварцевых пластинок чрезвычайно малых толщин, соответствующих более высоким частотам (приблизительно 0,15 мм для 15 Мгц), стабилизация генераторов на частотах выше 20 Мгц с помощью кварца обычно осуществляется путем использования нечетных механических обертонов основных колебаний кварцевых пластин. В частности, с пластинкой типа А возможна работа на частотах выше 100 Мгц, при использовании 3-го, 5-го или 7-го обертона. Кварц включается в схему автогенераторов точно так же, как и для работы на основной частоте. Изменения параметров кварца в зависимости от номера используемого обертона видны из табл. 6-3.

Самые низкие частоты, на которых в качестве стабилизующих элементов могут применяться кварцы, определяются приемлемостью увеличивающихся размеров кварцев. Стандартные промышленные кварцы выполняются на частоты до 15 кгц.

Стабильность частоты кварцевых генераторов зависит от амплитуды механических колебаний кварца. Чем больше амплитуда колебаний, тем хуже стабильность частоты. Амплитуда колебаний пропорциональна току, протекающему через кварц, который в свою очередь зависит от г0 и амплитуды напряжения на кварце. При большом токе через кварц могут иметь место отклонения частоты до 0,02% и больше, причем после работы с большими токами кварц не восстанавливает свою первоначальную частоту за время в несколько часов и даже суток после уменьшения тока.

6-4в. Основные срезы кварцевых пластин и их характеристики. В табл. 6-1, 6-2 и 6-3 приведены различные типы применяющихся кварцев и их характеристики.

Различные виды механических деформаций, которые могут возбуждаться в кварцевой пластинке, показаны на рис. 6-23.

Имеется несколько различных способов крепления кварцевых пластин. Выбор способа крепления кварца бпределяется в основном

Таблица 6-1 Обозначения срезов кварцевых пластинок

Обозначения

Вид механических

Стандарт

основных

Деформаций

ные обо-

срезов

(см. рис. 6-23)

значения

Срез А Т

Сдвиг по толщине

Срез ВТ

Сдвиг по толщине

Срез СТ

Кручение

Срез DT

Кручение

Срез + 5°Х

Растяжение

Срез - 18°Х

Растяжение

Срез GT

Растяжение

Срез + 5°Х

/ - w изгиб

Двойной

/ - А изгиб

Срез МТ

Растяжение

Срез NT

I --W изгиб

/ - длина w - ширина А- толщина

видом механической деформации, на которую рассчитан кварц. Некоторые основные способы закрепления пластин показаны на рис. 6-24. Кварцедержатель с воздушным зазором между пластиной и электродами, изображенный на

<4

-*-id -*-

f I г

\ --

Рис. 6-23. Виды механических деформаций

в кварцевых пластинах. а - сдвиг по толщине; б - кручение; в - растяжение, г - I-w изгиб, где I - длина, Ф - ширина пластинки.

рис. 6-24, а, применяется при испытании кварцевых пластин во время обточки и в кварцах типов А и В на частотах от 20 до 150 кгц. Крепление в углах с воздушным промежутком по остальной площади пластины, показанное на рис. 6-24, б, применяется в тех же случаях, что и предыдущее, если отношение длины пластины к толщине превышает 20 : 1. Закрепление углов не мешает колебаниям пластинки. Крепление между пластинчатыми электродами с прижимной пружиной, как на рис. 6-24, в, и крепление плоскими электродами на припаянных проводниках (рис. 6-24, г) используются для пластинок, работающих на изгиб, растяжение или кручение. В обоих этих типах крепления электроды непосредственно касаются поверхности кварцевой пластинки. Крепление с помощью электродов, припаянных к провод-



Таблица 6-2

Частоты последовательного резонанса и температурные стабильности кварцев различных срезов

Стандартные обозначения

Частота последовательного резонанса /, Мгц h - толщина пластинок, мм

Температурная стабильность, пер - МгцГС (типовые значения)

~i,66J

=»0,05

Для среза 35°21

=«0,80 Для среза 35°13

«=±4,4

«a3,07T(/ = t»)

=« ± 3,5

«2,07T(/ = t»)

«=±2,0

1 w ==2,70 у для -у =0,5

=»- 7,0

1 w =«2,54 у для 0,3<Гу<сО,7

=«3,37 у для у = 0,86

=«5,4 (у yj для у = 0,04

= - 3,5

=«5,3 (у 1) для - = 0,19

= ± 2,5

Примечай и е. При некоторых температурах зависимости частоты кварцев любых типов от температуры равны нулю. Для некоторых срезов в качестве такой температуры принимается - 25°С Приведенные в этой таблице данные являются типовыми для температур, отличающихся от той, которая соответствует минимальной температурной зависимости частоты кварца Отклонения частоты, соответствующие повышению температуры от критической, - отрицательные, а отклонения, соответствующие понижению температуры, - положительные

Таблица 6-3 Параметры эквивалентного контура для некоторых типов кварцев

Стандартные обозначения

Ri, ом

Li, гн

Ci, пф

Сэ„ пф

Qmhh

(частичное покрытие пластинки электродами, основная частота 1-20 Мгц, обертоны 20-100 Мгц)

16 - low QSfl

где S - пл N - но /р - час

2,62/V3 Щ

ощадь электр мер механич :тота последоЕ

250/V2

ода, см2, еского обертс (ательного ре

2,42S/P N

зонаиса, Мгц

25 000 для N = 1,

75 000 для N>. 1

(полное покрытие пластинки

1,465- 10вЛ/р

233ft

>лщина, см; астота послед

овательного р

38 • 10J

Q ~

где h - тс /р- ч

езонанса, кги

(200-500\кгц)

3,7 10е/рЛ

где fa- ч Я - т

588/z

астота послед олидина, см

Сэл 400

овательного]

17,2 103 >езонанса, кг!



никам, дает возможность использовать простои и удобный метод изменения частоты механического резонанса поддерживающих проводников. Для этого на соответствующих расстояниях от конусообразных припаек, которыми проводники прикрепляются к плоским электродам, делаются дополнительные легкие напайки. Метод крепления, показанный на рис. 6-24, д, используется в высокочастотных тонких пластинках с деформацией сдвига.

6-4г. Схемы автогенераторов с кварцем. Различается три типа схем кварцевых генераторов: схемы с использованием параллельного резо-

тельного резонанса кварца следующим соотношением:

/ = /.

С0 -j- Сс

(6-38)

где С,

емкость кварцевой


Рис. 6-24. Способы крепления кварцевых пластин. а - кварцедержатель с воздушным зазором, б - крепление зажатием в углах и с воздушным промежутком по площади пластинки: 1 - верхний элеьтрод, 2- воздушный зазор; 3- кварцевая пластинка; 4- нижний электрод, в - крепление между пластинчатыми электродами с прижимной пружиной: 1 - прижимная пружина; 2 - кварцевая пластинка; 3 - плоские электроды, г - крепление между пластинчатыми электродами с припаянными проводниками: I - шарообразная припайка, 2 - конусообразная припайка; 3 - кварцевая пластинка, о1 - крепление на жестких выводах: 1 - плоский электрод на передней поверхности; 2 - кварцевая пластинка, 3 - плоский электрод на задней поверхности.

нанса кварца, схемы с использованием последовательного резонанса кварца и мостовые схемы с кварцем.

Схемы автогенераторов с использованием параллельного резонанса кварца. Кварц может использоваться в любой из указанных выше схем. Кварц заменяет собой индуктивность колебательного контура. Частота автоколебаний будет такой, при которой индуктивное сопротивление кварца равно емкостному сопротивлению внешней для него схемы. Если принять, что кварц имеет бесконечно большую добротность, т. е. что Д] = 0, и считать, что внешняя цепь не нагружает кварц, фактическая частота автоколебаний f увязана с частотой f„ последова-

эквивалентная пластинки; С0 - емкость кварца и кварцедержателя; ?сх - емкость внешней цепи, к которой

подключается кварц. Изменение частоты, вызванное наличием достаточно мало. Оно может составлять несколько миллионных от резонансной частоты. Однако, если требуется предельно возможная точность установки частоты, влиянием емкости пренебрегать нельзя Поэтому величина емкости схемы автогенератора, при которой данный кварц может применяться, должна указываться в паспорте кварца. Желательно также иметь возможность изменения емкости схемы для точной установки частоты автоколебаний. Стандартными считаются емкости схемы в пределах 20-32 пф.

На рис. 6-25 приведено несколько широко применяющихся схем генераторов, в которых используется параллельный резонанс кварца. Схема Пирса на рис. 6-25,а представляет собой схему с емкостной обратной связью (см. § 6-2д), в которой индуктивность между сеткой и анодом заменена кварцем. Если в этой схеме кварц представить эквивалентным контуром, то получим схему, идентичную с рассмотренной в § 6-2ж. Добротность кварца более чем в 100 раз превосходит добротности реальных индуктивно-стей, применяющихся в схемах с емкостной обратной связью. В схеме рис. 6-25, б по высокой частоте заземлен анод, а не катод, как на рис. 6-25, е. В двухконтурном автогенераторе (см. § 6-2в) кварц заменяет собой сеточную индуктивность, как показано на рис. 6-25, в.

Все схемы, приведенные на рис. 6-25, а, бив, могут применяться в генераторах с электронной связью, собранных на тетродах или пентодах. В этом случае анодом автогенератора является экранирующая сетка. В собственно анодную цепь генераторов с электронной связью включается контур, настроенный на основную частоту кварца или ее гармонику. Схема, изображенная на рис. 6-25, г, представляет собой видоизмененный двухконтурный автогенератор



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 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 [67] 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233



0.0071