Principii de realizare a oscilatoarelor cu cuart. Frecventa de oscilatie.

Principii de realizare a oscilatoarelor cu cuart. Frecventa de oscilatie.

Oscilatoarele controlate cu cuart sunt de doua feluri:

a)   oscilatoare in care cristalul se comporta ca o reactanta inductiva, inlocuind inductanta dintr-o schema clasica de oscilator in trei puncte;

b)   oscilatoare in care prin cristal se inchide calea de reactie pozitiva a circuitului, cuartul functionand ca o impedanta echivalenta mica la, sau foarte aproape, de frecventa de rezonanta.

Elementul activ al oscilatoarelor cu cuart poate fi: un tranzistor bipolar (TB) sau unipolar (TEC), doua tranzistoare (TB sau TEC) cuplate RC sau diferential, un circuit integrat liniar (AO, comparator, ), un circuit integrat digital (de regula 1-2 inversoare TTL, LSTTL, ECL, sau CMOS).

a. Oscilatoare in trei puncte cu cuart.

Inlocuind inductanta din circuitul rezonant al oscilatoarelor Colpitts sau Clapp se obtine- schema din fig. 25 (a) de mai jos. Oscilatorul Colpitts cu cuart este, in diverse variante, cel mai folosit.

Inlocuind una din inductante in circuitul rezonant al oscilatorului Hartley se obtin schemele din fig. 25 (b₃c) . Varianta nu este utilizata din cauza ca impedanta componentei active in paralel cu cristalul este mica si determina reducerea Q - ului. Varianta din fig. 25( b) (oscilator Miller), este rar folosita, avand unele dezavantaje.

b. Oscilatoare cu cuart pe calea de reactie.

In aceste oscilatoare cuartul este conectat in serie pe calea de reactie pozitiva a circuitului - Fig. 26. Dispozitivul activ si sarcina acestuia sunt astfel incat defazajul introdus este aproape nul; ca urmare, pentru autooscilatie cristalul trebuie sa introduca un defazaj foarte mic. Cuartul, in serie cu R_g, formeaza cu RL un divizor; tensiunea de reactie este maxima cand Zech este minima. Cele doua conditii de oscilatie sunt indeplinite la - sau foarte aproape, de rezonanta serie, deci _{0 01 s.} In aceste scheme, C₀ constituie o cale de inchidere a reactiei pozitive pentru curentii cu frecvente mai mari decat uO: ca urmare pot aparea perturbatii, oscilatii parazite pe frecvente mari.

Efectul poate fi eliminat cu o inductanta in paralel cu cristalul sau prin neutrodinare.

c. Oscilatoare cu cuart pe armonice (overtone)

Oscilatoarele cu cuart care furnizeaza semnale de frecventa multiplu al fundamentalei cuartului sunt de doua feluri:

Oscilatoare in care cuartul oscileaza pe armonica N ), numite overtone.

2. Oscilatoare in care cuartul oscileaza pe fundamentata, iar la iesire exista un circuit acordat pe armonica N dorita, selectata din spectrul impulsului de curent deformat, cu durata mai scurta decat semiperioada fundamentatei.

In prezent se fabrica rezonatori la care printr-o taietura potrivita, este favorizata oscilatia cuartului pe o armonica sau alta; cuartul trebuie utilizat la frecventa (fundamentala sau armonica) pentru care a fost construit.

d. Consideratii privind calculul oscilatoarelor cu cuart

In general, cel putin pentru oscilatoarele in trei puncte, exista procedee de proiectare pentru cazul circuitelor rezonante LC clasice; aceste metode sunt direct aplicabile si oscilatoarelor cu cuart. in practica se intampina dificultati din mai multe motive. Astfel, diversitatea oscilatoarelor cu cuart este foarte mare si fiecare tip de schema necesita o metoda sau o varianta proprie de calcul. De asemenea, in schemele cu TB si TEC, elementul activ functioneaza neliniar (cand limitarea amplitudinii se face prin blocare sau saturare); prin liniarizare se introduc erori foarte mari, reducand valoarea calculelor. In plus, de regula metodele de proiectare sunt complicate, necesita cunoasterea exacta a valorilor elementelor din schemele echivalente, valori adesea neindicate in cataloage si greu de masurat.

in aceste conditii, pare ca este mai potrivita, mai utila, o prezentare calitativa a schemelor uzuale, insotita de comentarii si indicatii de realizare tip reteta.