Генераторы с пьезорезонансной стабилизацией частоты

Во многих электронных устройствах используются высокостабильные генераторы. Основным стабилизирующим элементом в таких генераторах являются кварцевые резонаторы. За счёт обратной связи в резонаторе поддерживаются пьезо-механические осцилляции на частоте резонанса.

Генераторы с кварцевой стабилизацией обладают рядом полезных свойств: высокой временной и режимной стабильностью, высоким уровнем выходного сигнала, надёжностью возбуждения автоколебаний, малый уровень выходных шумов и др.

Значительная часть генераторов используется и в пьезорезонансных датчиках.

На рис. 7.4 приведена одна из схем генератора с кварцевой стабилизацией – схема ёмкостной трёхточки в который резонатор работает на частоте близкой к частоте переллельного резонанса.

 

Кварцевый резонатор

 

Рис. 7.4

 

Наиболее распространённый вариант построения пьезорезонансных датчиков – дифференциальная схема (рис. 7.5). Использование дифференциальных схем позволяет значительно снизить аддитивные погрешности, увеличивает линейность характеристик. Схема содержит два автогенератора (АГ), частота которых задаётся идентичными пьзорезонаторами.

В ненагруженном состоянии резонаторы имеют резонансную частоту f. Внешнее воздействие изменяет резонансную частоту на (Δ f / 2), при этом, частота одного резонатора возрастает, а другого – увеличивается. Сигналы с генераторов подаются на смеситель, в котором выделяется разностный сигнал Δ f и набор паразитных частот. Разностный сигнал, несущий информацию о величине внешнего воздействия, выделяется фильтром нижних частот.

 

Рис. 7.5

В условиях, когда невозможно обеспечить разнонаправленное внешнее воздействие на резонаторы, один из них оставляют ненагруженным и он поддерживает постоянную опорную частоту f.