В рамках заметки Паяем генератор Клаппа с частотой 11 МГц мы познакомились с генератором на основе LC-контура. В целом, такие генераторы работают, однако не отличаются устойчивостью по частоте. Поэтому сегодня мы рассмотрим аналогичный генератор, но использующий кварц вместо LC-контура.
Схема была найдена в первом томе книги Hands-On Radio Experiments за авторством Ward Silver, NØAX. В книге она приведена с кое-какими неоднозначностями, поэтому была перерисована в KiCad .
Вот что получилось в итоге:
Обратите внимание, что сигнал снимается с базы транзистора и соединение между базой (2) и коллектором (3) отсутствует. Транзистор рекомендуется 2N3904 , но если его нет, должен сойти и похожий по характеристикам. Все резисторы — 0.25 Вт 1%, все конденсаторы — NP0, 5%. Кварцевый резонатор должен быть той частоты, какой вы хотите получить сигнал. У меня завалялся лишний резонатор на 6 МГц, его я и использовал.
Fun fact! Вместо конкретного кварца можно впаять гнезда с шагом 2.54 мм. Тогда вместо генератора получится тестер кварцевых резонаторов.
Схема была собрана на односторонней плате для прототипирования с использованием выводных компонентов:
Напомню, что соединения в подобных схемах должны быть как можно короче. Если не лень заморочиться, лучше использовать SMD компоненты. Напомню также, что если вы хотите сделать такую схему на макетке, берите резонатор на 1-2 МГц. Из-за паразитных эффектов генератор на большую частоту вряд ли заведется на макетке.
Осциллограф показал мне следующее:
Если добавить буфер, как это было описано в прошлой статье , сигнал будет выглядеть красивее. При этом генератор будет выдавать в нагрузку 50 Ом около -16 dBm на своей основной частоте. Заинтересованным читателям предлагается доработать схему соответствующим образом в качестве упражнения.
Плывет ли генератор, можно проверить с помощью анализатора спектра , установив Span в 1 кГц, RBW — в 10 Гц, и воспользовавшись функцией Max Hold. За неимением анализатора спектра можно воспользоваться RTL-SDR . Генератор стоит на своей частоте, словно его прибили гвоздями. Если нагреть его зажигалкой или охладить при помощи баллона со сжатым газом, то частота уплывает не более, чем на ±110 Гц. Для сравнения, частота сделанного нами в прошлый раз LC-генератора изменяется в пределах ±15 кГц просто при комнатной температуре.
Если вам хочется узнать больше о кварцевых резонаторах, могу порекомендовать видео «Frequency Generation: Crystals and Ring Oscillators» (части один , два , три и четыре ) на YouTube-канале The Signal Path . А у меня на этом все.
Дополнение: Вас также могут заинтересовать статьи Кварцевый генератор на логическом инверторе 74HC04 и Генератор переменной частоты Super VXO .