Устройство для термокомпенсации кварцевого генератора

 

Изобретение относится к радиотехнике и м.б. использовано в вьюокостабильных источниках эл. колебаний. Повьшгается точность термокомпенсации. Устройство содержит термочувствительный генератор (ТГ) 1, два переключатель 2 и 10, ключ 3, счетчик адреса 4, блок постоянного запоминания 5 регистр хранения 6, ЦАП 7, Ф 8, 4 Т /S г I f О (Л с: |3 ( 4; О а

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 Н.ОЗ В 5/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3838230/24-09 (22) 07.01.85 (46) 30.06.86. Бюл. № 24 . (71) Омский политехнический институт (72) А.Н.Лепетаев, А.В.Косых и А.Я.Муляр (53) 621.373.5(088.8) (56) Альтшуллер Г.В. и др. Кварцевые генераторы. М.: Радио и связь, 1984, с. 232.

Авторское свидетельство СССР

М 1084938, кл. Н 03 В 5/32, 1983.

„, SU „„241496 (54) УСТРОЙСТВО ТЕРХОКОМПЕНСАЦИИ

КВАРЦЕВОГО ГЕНЕРАТОРА (57) Изобретение относится к радиотехнике и .м .б. использовано в высокостабильных источниках эл. колебаний.

Повьш(ается точность термокомпенсации.

Устройство содержит термочувствительный генератор (ТГ) 1, два переключатель 2 и 10, ключ 3, счетчик адреса 4, блок постоянного запоминания 5 регистр хранения 6, ЦАП 7, Ф! 1 8, 124 1406 синхронизатор 9, инвертор 11, счетный триггер 12, формирователь интервалов счета 13, D-триггер 14, делитель частоты 15 и компаратор частот 16. При поступлении на ключ 3 импульсной последовательности с выхода переключателя 10 на выходе ФНЧ 8 формируется интерполированная компенсирующая фция (КФ), узлы интерполяции которой сдвинуты на 1/2 величины интервала интерполяции по сравнению с интерполированной КФ, получаемой при поступМ

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при построении высокостабильных источников электрических колебаний.

Целью изобретения является повыше. ние точности термокомпенсации.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства термокомпенсации кварцевого генератора, на фиг. 2, 3 — эпюры, поясняющие его принцип действия.

Устройство термокомпенсации квар-цевого генератора содержит термочувствительный генератор 1, первый пе— реключатель 2, ключ 3, счетчик 4 адреса, блок 5 постоянного запоминания (БПЗ), регистр 6 хранения, цифроаналоговый преобразователь 7 (ЦАП), фпльтр 8 нижних частот (ФНЧ)„ синхронизатор 9, второй переключатель 10, инвертор 11, счетный триггер 12, формирователь 13 интервалов счета, Dтриггер 14, делитель 15.частоты, компаратор 16 частот °

Устройство работает следующим образом.

Формирователь 13 формирует последовательность импульсов с необходимым периодом Toy. После прихода фронта импульса от формирователя 13 на вход (первый) синхронизатора 9 на его выходах появляются управляющие сигналы, синхронизированные с сигналом тармочувствительного генератора 1. Сигна-лы на первом и втором входах, первом, втором, третьим и четвертом выходах синхронизатора 9 показаны на фиг.2и:, 3, ь, г, д, q, соответственно. Импульс ocòàíoâà с первого выхода сикх-ленки на ключ 3 импульсов с выхода

ТГ 1. Переход от одной КФ к другой осуществляется переключателем 2, управляемым компаратором частот 16.

Последний переключает также и области. в блоке постоянного запоминания 5, в которых записаны компенсирующие коды для каждой КФ. Цель достигается введением переключателей 2 и 10 ин— вертора 1 1, счетного триггера 12, D-триггера 14, делителя частоты 15 и компаратора частот 16. 3 ил.

3 ронизатора 9 закрывает ключ 3 и пред- отвращает изменение состояния счетчика 4 адреса на время действия импуль— са записи, после которого счетчик обнуляется. Импульс останова уменьшает количество считаемых импульсов на оп— ределанную величину (в данном случае на 2). Счетчик 4 адреса считает количество импульсов термочувствительного генератор" 1, фрон ы которых попадают в интервал между положительными, фронтами импульсов формирователя 13 интервала счета. Ксли период импульсов формирователя интервала счета равен Тс, а период импульсов термочувствительного генератора 1 равен Т, то в счетчик может записаться N или

M+ I импульсов, где х-- кil Т./ТJ (1)

При этом вероятность того, что в счетчик запишется И+1 импульс равна

Р(И+1) = Tc, /Г - N

= " Тс /Г1 (2)

Вероятность Р(И+1) зависит от температуры окружающей среды, изменяясь от нуля (при температура Т ) до единицы (при температуре Т g) . Вследствие изменения кодов, поступающих из

БПЗ 5 в ЦАП 7, компенсирующее напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 7 имеет вид двухуровневой импульсной последоватальности со скважностью, зависящей от температуры окружающей среды, при ем эти уровни соответствуют значению компенсирующей функции (КФ) в узлах интерполяции. Постоянная составляющая этсй импульсной последовательности меняс тся от 3 начения V $ (при темпера3 12 туре Т ) до Vg«(при темперарутре

T ) . Таким образом, благодаря наличию ФНЧ 8 осуществляется кусочнолинейная интерполяция КФ между ее двумя дискретными занчениями Vw u

7м.

Инвертирование последовательности импульсов термочувствительного гене— ратора 1 между положительным и отрицательным фронтами в середине интер— вала счета, осуществляемое вторым переключателем 10 и счетным триггером 12 при поступлении на его счетный вход импульса с четвертого выхода синхронизатора 9, эквивалентно сдвигу последовательности фронтов на 1/2 периода. При этом в выражениях (1) и (2) нужно вместо Тс подставить г

TIt + —. Это приведет к тому, что вероятность записи N+1 импульса увеличивается по сравнению с прежним значением на 1/2. Таким образом, при поступлении на ключ 3 импульсной последовательности с выхода, второго переключателя 10 на выходе ФНЧ 8 формируется интерполированная КФ, узлы интерполяции которой сдвинуты на 1/2 величины интервала интерполяции по сравнению с интерполированной КФ, получаемой при поступлении на ключ 3 импульсов с выхода термочувствительного генератора 1.

Ошибка кусочно-линейной интерполяции КФ в первом приближении имеет виц параболы. Зависимости ошибки термокомпенсации от температуры при использовании первой и второй КФ изображены на фиг. 3 пунктирной и штрихпунктирной линиями соответственно.

Переход от одной КФ к другой в точках их равенства позволяет получить зависимость ошибки термокомнпесации от температуры, показанную сплошной линией (фиг. 3). Интерполированные КФ совпадают в точках, удаленных на 1/4 интервала интерполяции от узлов интерполяции. В таких точках число импульсов, сосчитанных счетчиком 4 адреса, изменяется один раз за четыре интервала счета. Следовательно, в этом случае частота импульсов на выходе D-триггера 14, повторяющего состояние младшего разряда счетчика адреса 4 в момент ег0 останова, будет равна fo /4, где fo = 1/Тс . Компаратбр 16 частот сравнивает частоту импульсов, поступающих с D-триггера 14, с частотой fe /4, поступающей

41406 4

10

55 с делителя 15 частоты. Переход от одной КФ к другой осуществляется первым переключателем 2, управляемым компаратором 16 частот, последний переключает также и области БПЗ 5, в

Которых записаны компенсирующие коды для каждой КФ. Таким образом, частота импульсов цифроаналогового преобразователя 7 не может быть ниже, чем й/4, следовательно, составляющие спектра выходного колебания автогенератора отстоят от основной частоты не менее чем на fo /4. Это делает возможным их подавление узкополосным фильтром, что приводит к повышению точности термокомпенсации и, как следствие, к повышению кратковременной стабильности частоты выходных колебаний. Кроме того, существенным достоинством предлагаемого устроиства является уменьшение ошибки термокомпенсации вследствие того, что интервал интерполяции сокращается в два раза, причем без изменения частоты формирователя интервала счета. Такое же уменьшение интервала интерполяции в прототипе может быть получено лишь путем снижения частоты формирователя интервала счета вдвое,что приводит к двухкратному уменьшению частоты пульсаций на выходе устройства, еще более затруцняя их фильтрацию и значительно ухудшая кратковременную стабильность частоты выходных колебаний автогенератора в предлагаемом устройстве указанные недостатки отсутствуют.

Формула изобретения

Устройство термокомпенсации кварцевого генератора, содержащее термочувствительный генератор, формирователь интервалов счета, синхронизатор, последовательно соединенные ключ, счетчик адреса, блок постоянного запоминания, регистр хранения, цифроаналоговый преобразователь и фильтр ьжжних частот, при этом выход формирователя интервала счета соединен с первым входом синхронизатора, первый выход синхронизатора соединен с управляющим входом ключа, второй выход синхронизатора соединен с входом записи регистра хранения, третий выход синхронизатора соединен с входом обнуления счетчика адреса, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности термокомпенсации, в него введены первый и второй переклю1241406

ЧЯ.

i U1JU1 ГЦ1.п чГ1!

РЫГ. e?

Составитель В.Рудай

Техред П.олейник

Редактор A,Äoëèíè÷

Корректор М.Максимишинец

Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раун.ская наб., д . 4/ 5

Заказ 3610/52

Производственно-полиграфическое предпр.,;;"гнe„ ",Ужгород, ул.Проектная, 4 чатели, инвертор, счетный триггер, Р-триггер, делитель частоты и компаратор частот, при этом выход термочувствительного генератора соединен с первыми входами первого и второго переключателей, инвертор включен меж-. ду выходом термочувствительного генератора и вторым входом второго переключателя, выход второго переключате- 10 ля соединен с вторым входом первого переключателя, 0-вход D-триггера сое .динен с выходом младшего разряда счетчика адреса, вход синхронизации

D-триггера соединен с вторым выходом синхронизатора, выход D-триггера соединен с первым входом компаратора частот, счетный вход счетного триггера соединен с четвертым выходом синхронизатора, выход счетного триггера соединен с управляющим входом второго переключателя, .зход делителя частоты соединен с выходом формирователя интервалов счета, выход делителя частоты соединен с вторым входом компаратора частот, выход компаратора частот соединен с управляющим входом первого переключателя и входом старшего разряда блока постоянного запоминания, выход первого переключателя соединен с вторым входом синхронизатора и сигнальным входом клю