Кварцевая стабилизация частоты

Для повышения стабильности частоты генераторов в качестве колебательного контура используют кварцевые пластины. ТКЧ хо­рошего колебательного контура без термокомпенсации составля­ет (0,5... 1) 10^-4, а кварцевого — 10 ^-7...10^-6.

Кварцевые пластины вырезают из монокристалла кварца под определенным углом к; его оптическим осям. Кварцевая пластин­ка, введенная в кварцедержатель, замыкаетэлектрическую цепь переменного тока, так как обладает пьезоэлектрическим эффек­том: электрические колебания преобразуются в ней в механиче­ские, и наоборот. Эквивалентная электрическая схема кварцевой пластины представлена на рис. 3.50, а.

Значения L, R, С и С_о определяются геометрическими размера­ми кварцевой пластины и типом механических (продольных и поперечных) колебаний. Добротность кварца Q = 500... 10 000 пре­вышает добротность обычного контура на три порядка.

Кварцы имеют две резонансные частоты: частоту последова­тельного резонанса f₀₁ и частоту параллельного резонанса f₀₂. Реактив­ное сопротивление кварца χпри f<.f₀₁ и f>f₀₂ имеет емкостный характер (отрицательную мнимую часть), а при f₀₁ < f < f ₀₂ — индуктивный (положительную мнимую часть). Схематически это условие отображено на рис. 211, а.

Кварцевые резонаторы получили широкое распространение в самой разнообразной электронной технике. Они серийно выпуска­ются промышленностью в герметизированном и вакуумном испол­нениях, пластмассовых, стеклянных и керамических корпусах, с частотами от десятков килогерц до сотен мегагерц. При этом лазер­ной подгонкой добиваются высокой точности выполнения задан­ной частоты.

Рис. 211. Эквивалентная электрическая схема квар­цевой пластины (а) и ха­рактеристики режимов ее работы (б)

Кварцевые резонаторы используются в качестве тактовых генераторов в часах, компьютерах и бытовой технике. Также они применяются в радиотехнике в качестве резонаторов, стабили­заторов частоты, фильтров, системах распознавания свой — чу­жой, телевизионных приемниках, измерительных приборах и других устройствах.