XNUMX개의 CMOS 발진기. 계획, 설명

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두 개의 CMOS 발진기. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

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널리 사용되는 K176LA7 CMOS 칩을 사용한 실험에서 저자는 독자들에게 제공하는 두 개의 간단한 생성기를 구현했습니다.

아마추어 무선 실습에서는 매우 안정적인 발전기가 필요한 경우가 많지만 원하는 작동 주파수를 가진 석영 공진기를 찾을 수 없습니다. 더 높은 주파수의 공진기가 있는 경우 예를 들어 석영 주파수 안정화 기능이 있는 발진기를 만든 다음 분배기를 사용하여 원하는 값으로 낮출 수 있습니다. 이러한 장치에는 일반적으로 최소 두 개의 미세 회로가 필요합니다. 한편, 무선 아마추어가 요구되는 것보다 1배 높은 작동 주파수를 가진 공진기를 가지면 문제를 훨씬 쉽게 해결할 수 있습니다. 발전기에서 회로는 Fig. 500에서 저자는 166kHz의 주파수에서 석영 공진기를 사용했으며, 생성기 출력의 구형파는 6.(1)kHz의 주파수를 가졌습니다. 다른 주파수(수십 kHz에서 수 MHz)에 대해 공진기를 사용할 수 있지만 이 경우 커패시터 C1과 저항 RXNUMX을 실험적으로 선택해야 합니다. (주파수가 높을수록 등급이 낮아지고 그 반대도 마찬가지입니다.)

그러나 석영이 기본 주파수보다 낮은 주파수에서 공진을 갖지 않는다면 그러한 발전기는 어떻게 작동합니까? 요점은 Fig. 1 RC 발전기는 자기 여기를 위한 모든 조건을 갖추고 있습니다. 실제로 석영과 석영 홀더의 병렬 커패시턴스는 포지티브 피드백 회로를 형성하고 저항 R1은 DC 피드백 회로를 닫아 DD1 마이크로 회로의 처음 두 요소의 선형 작동을 보장합니다. 저항 R1과 커패시터 C1을 선택하면 발진기 주파수가 수정 공진기의 작동 주파수보다 약간 낮게 설정되어 500으로 나뉩니다. 직사각형 펄스의 가파른 전선은 th 기본 주파수에서 공진기를 여기시킵니다. XNUMXkHz의 주파수로 터미널에서 발생하는 전압은 RC 생성기를 동기화하고 위상에 매우 단단하고 정확합니다.

XNUMX개의 CMOS 발진기

이 모든 것은 회로에 따라 석영 공진기의 오른쪽 출력에 작은 입력 커패시턴스(발전기 작동을 방해하지 않도록)가 있는 프로브를 연결하여 오실로스코프를 사용하여 관찰할 수 있습니다. 화면은 주파수 166kHz의 더 작은 진폭 정현파 진동이 주파수 6.(500)kHz의 직사각형 진동에 중첩되는 방식을 보여줍니다. 설명된 발전기의 동기화 대역폭은 상당히 크므로 공급 전압, 온도 및 요소 등급의 특정 제한 변경과 같은 불안정 요인은 작동에 거의 영향을 미치지 않습니다. 주파수의 안정성은 전적으로 사용된 석영 공진기에 의해 결정됩니다.

방금 설명한 것과 달리 또 다른 생성기는 튜닝 범위가 매우 넓으며 여기에서 더 이상 주파수 안정성에 대해 이야기 할 필요가 없습니다. 완전히 (온도 의존성은 연구되지 않음) 제어 안정성에 의해 결정됩니다 전압. 발전기 회로는 그림 2에 나와 있습니다. XNUMX. 발전기 진동이 주파수 제어 회로에 들어가는 것을 방지하고 외부 간섭으로부터 보호하는 차단 커패시터가 하나만 있습니다. 발전기 자체의 작동에는 관여하지 않습니다. 미세 회로의 모든 요소는 직렬로 연결되고 생성기는 처음 세 개에 조립되며 출력 버퍼 단계는 네 번째에 있습니다.

XNUMX개의 CMOS 발진기

피드백 회로는 저항 R1에 의해 형성되며 직류에 대해 음수이므로 발전기 요소의 선형 작동 모드를 제공합니다. 그들 각각에서 신호는 일정 시간 동안 지연되며이 지연 시간은 공급 전압에 따라 크게 달라집니다. 높을수록 지연이 적습니다. 발진 위상 편이는 지연 시간과 주파수의 곱에 비례합니다. 충분히 높은 주파수에서 미세 회로의 각 요소의 위상 편이는 60에 도달하고 세 가지 모두에서 180 °에 도달합니다. 결과적으로 OOS는 양의 값으로 바뀌고 생성기는 이 주파수에서 여기됩니다. 공급 전압이 3V에서 12V로 증가하면 발전기 주파수는 약 300kHz에서 6MHz로, 즉 20배 변합니다. 이 경우 전류 소비는 2밀리암페어에서 500mA로 증가합니다. 예를 들어 발전기가 중파 범위(1600 ~ 3,5kHz)를 커버하려면 공급 전압이 5V에서 1V로만 변경되어야 합니다. 주파수 범위는 저항 RXNUMX을 선택하여 변경할 수 있습니다.

설명된 발전기의 장점은 매우 단순하다는 점이며 주요 단점은 주파수에 대한 출력 전압의 강한 의존성입니다.

저자: V.Polyakov, 모스크바

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