Стабильный кварцевый генератор, работающий в широком диапазоне питающих напряжений

Собрав видоизмененный генератор Пирса и буферный истоковый повторитель на полевых транзисторах с одним затвором, можно получить кварцевый генератор, имеющий повышенную стабильность к изменениям питающего напряжения. Такой кварцевый генератор синхроимпульсов недорог в изготовлении, просто согласуется с ТТЛ ИС и питается непосредственно от источника питания ТТЛ ИС напряжением 5 В.

Высокая стабильность выходной частоты при изменениях питающего напряжения достигается применением резисторов с большими сопротивлениями в истоковых цепях обоих каскадов и использованием больших постоянных конденсаторов в цепях затвора и стока генераторного каскада. Даже при изменении питающего напряжения от 3 до 9 В выходная частота уходит не более чем на 1 Гц от номинального значения 1 МГц.

Сама по себе схема настолько стабильна, что характеристики генератора в целом определяются только качеством кварцевого резонатора. Высококачественный термостатированный кварцевый резонатор после прогрева обеспечивает нестабильность 10^-8 за сутки. При достаточном постоянстве окружающей температуры схема в целом обеспечивает аналогичную стабильность.

Хорошее согласование с ТТЛ ИС достигается при помощи триггера Шмитта, например типа 7413. Входной резистор 2,2 кОм создает смещение триггера Шмитта в пределах гистерезиса, не нагружая при этом чрезмерно истоковый повторитель генератора. Триггер Шмитта типа 7413 формирует уровень сигнала, достаточный для запуска ТТЛ ИС, даже в том случае, когда питающее напряжение генератора уменьшается до 3 В.

Выходной сигнал триггера Шмитта богат высокочастотными гармониками и поэтому может быть смешан с сигналом стандартной частоты 10 МГц, который передается по радиовещательной сети Национальным бюро стандартов, что позволяет настроить генератор с точностью 0,1 Гц относительно номинальной частоты. Пользуясь таким способом измерения, можно с достаточной точностью определять ежедневно кратковременную и долговременную стабильности. В этом случае генератор можно использовать как вторичный стандарт частоты, проверяемой по эталону Национального бюро стандартов.

Конденсатором Сд устанавливается диапазон калибровки, которая осуществляется при помощи подстроечного конденсатора. Емкость Сд может изменяться в зависимости от типа кварцевого резонатора.