Samarqand davlat universiteti fizika fakultet

1.5.Kvars generatorlari

Yuqori chastotali generatorlar chastotasining stabilligiga ta’minlash manbayining kuchlanishi kuchli ta’sir qiladi. Chunki bu tebranish konturining ko‘rsatkichlarining o‘zgarishiga olib keluvchi kirish va chiqish qarshiliklarining reaktiv tashkil etuvchisiga bog‘liqdir. Shunga ko‘ra yuqori darajadagi stabil chastotali tebranishlarni hosil qilish uchun yuqori chastotali generatorlarning ta’minlash manbalarining kuchlanishi yuqori darajadagi stabilikka ega bo‘lishi lozim. Yuqori chastotali generatorlarning chastotasi atrof muhit haroratiga ham bog‘liq bo‘ladi, chunki haroratning ortishi induktiv g‘altak va kondensator ko‘rsatkichlarining o‘zgarishiga, bu esa generatsiya chastotasining kamayishiga olib keladi, shunga ko‘ra keng harorat diapazonida ishlovchi generatorlarning chastotasini stabilizatsiya qilish maqsadida konturning asosiy kondensatoriga termokompensatsiya elementi sifatida tikondli kondensator parallel ulanadi, bu kondensatorning sig‘imi haroratning ortishi bilan kamayadi (1.12-rasm). Chastotaning temperatura stabilligi miqdori jihatdan chastotaning temperatura koeffisenti yordamida baholanadi. Chastotaning temperatura koeffisenti temperatura 1⁰ga o‘zgargandagi chastotani nisbiy o‘zgarishiga teng.

1.12-rasm. Tikondli kondensatorda ulangan tebranish konturi.

Tranzistorli generatorlarda chastotaning temperatura koeffisenti atrofida bo‘ladi.

Termokompensatsiyalovchi tikondli kondensatorlaridan foydalanganda chastotaning temperaturi koeffisenti o‘n martagacha ortadi, ya’ni
Yanada yuqori darajadagi chastota stabilligini ta’minlash uchun kvarts generatorlaridan foydalaniladi, ya’ni yuqori asllikdagi tebranish konturiga pizaelektrik effekt xususiyatiga ega bo‘lgan kvarts plastinkasi ulanadi. Agar kvarts plastinkasining qoplamalariga o‘zgaruvchan elektr maydoni (kuchlanish) berilganda kvarts plastinkasida mexanik tebranishlar yuzaga keladi. Plastinkaning bu xususiyati teskari pezaeffekt deb ataladi. Plastinkada yuzaga kelayotgan mexanik tebranishlar o‘z navbatida qoplamalariga elektr zaryadlarning to‘planishiga olib keladi va ularning ishorasi mexanik tebranishlar chastotasiga mos ravishda o‘zgarib turadi, natijada plastinka orqali o‘zgaruvchan tok oqadi. Plastinkalar bu xususiyati to‘g‘ri pezaeffekt deb ataladi. Kvarts plastinkasini tutib turgich tebranish konturiga ekvivalent bo‘lib, ularning sxemasi 1.13-rasmda tasvirlangan.

1.13-rasm. Kvarts plastinkaning ekvivalentli sxemasi.

Kvarts plastinkasining ushlagichisiz ko‘rsatkichlari uning geometric o‘lchamiga va mexanik tebranishlar turiga bog‘liq bo‘ladi. Real kvarts plastinkalari uchun bu ko‘rsatkichlar , , .

Kvarts plastinkasining ketma-ket tebranish konturini hosil qiladi va
(1.14)
Chastotada kuchlanish rezonansi yuz beradi va bunda konturning to‘liq qarshiligi juda kichik bo‘ladi.Kvarts tutgichning sig‘imini hisobga olgan holda kvarts plastinkasi parallel tebranish konturini hosil qiladi. (1.14-rasm) va uning


(1.15)

1.14-rasm. sig‘im hisobiga ekvivalent sxema ifodasi.

Chastotada tok rezonansi yuz beradi va og‘ma konturning to‘liq qarshiligi juda katta bo‘ladi. Formuladagi kontur tarkibida ketma-ket ulangan va sig‘imlardan iboratdir.

Oxirgi (1.14), (1,15) formulalarni taqqoslash bilan quyidagi xulosaga kelish mumkin.
1. Ketma-ket rezonans chastota paralleldan .
2. chastota chastotaga yaqin, chunki .
Kvars plastinkasining reaktiv qarshiligi o‘zgarishining xarakteri 1.14-rasmda tasvirlangan. Rasmda ko'rinadiki, chastota diapozonida kvarts ekvivalent konturning reaktiv qarshiligi induktiv va kvartsli generatorning sxemalari 1.15-a-b, 1.16-a-v-rasmlarda tasvirlangan. Sxemasi 1.15-rasmda tasvirlangan sxemada kvarts zatvor (baza) va istok (emitter) zanjirlari orasiga ulangan bo‘lib, strikturasi bo‘yicha ikki konturli generatorga mos keladi (1.11-rasm). Bunday generatorlarda tebranishlarning uyg‘onishi kvarts qarshiligining induktiv va stok (kollektor) konturining induktiv xarakterda bo‘lganida yuzaga keladi. Bu shartlar bajarilganda generatsiyalanayotgan chastota sohada bo‘ladi., stok (kollektor) konturlari bu chastotadan bir muncha yuqori bo‘lgan chastotaga rostlanadi. Stok (kollektor) konturlari va kvarts orasidagi bog‘lanish (1.15-a-v-rasm) elektrodlar orasidagi sig‘im orqali amalga oshadi. Bu sig‘im stok (kollektor) konturlarining chastotasiga kam ta’sir qiladi.

1.15-a-b-rasmlar. Kvarts plastinkasi zatvor va baza zanjiriga olingan sxemasi.

Tebranish chastotasini uyg‘otish 1.16-rasmdagi sxemada kvartsni zatvor (baza) va stok (kollektor) orasiga ulash bilan amalga oshiriladi. Bunda stok (kollektor) konturlari sig‘im reaktiv qarshilikka ega bo‘ladi. Bu holda 1.16-a-b generatorlarning sxemasi sig‘im uch nuqtali ganeratorlarining sxemasiga ekvivalent bo‘ladi. stok (kollektor) konturlari qarshiligi sig‘im xarakterga ega bo‘lishini ta’minlash uchun uning rezonans chastotasi chastotadan bir muncha kichik bo‘lishi lozim. Stok (kollektor) zanjiridagi konturni (1.16-rasm) rezistr bilan almashtirish mumkin.

1.16-a-b-rasm. Kvarts plastinkasi stok zatvori va kollektor baza zanjiriga ulingan LC generator sxemasi.

Bu holda tebranishlarning yuzaga kelishi elektrodlar orasidagi sig‘im yordamida amalga oshadi. Kvarts aslligining yuqori bo‘lishi, ya’ni bir necha yuz mingga yetishi va tranzistor reaktiv elementlarining kontur ko‘rsatkichlariga kam ta’sir qilishi kvarts grneratorlarining yuqori darajadagi stabilligini ta’minlaydi. Kvarts generatorlarining chastota temperatura koeffisenti oraliqda bo‘ladi. Bu generatorlarning asosiy kamchiligi generatsiya chastotasining kichik bo‘lishi 30 MHz dan oshmasligi va chastotani bir tekis o‘zgartirish imkoniyatining yo‘qligidir.