Современная электроника №6/2020

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 35 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2020 ницу между рабочей температурой и температурой термостата; 2. использование дополнительной температурной компенсации. Ито- говая зависимость частоты от темпе- ратуры базовой конструкции обыч- но носит более или менее линейный характер, что дополнительно позво- ляет относительно просто её ком- пенсировать. Из недостатков этого метода следует отметить довольно высокую крутизну итоговой зависи- мости частоты от температуры, что может нивелировать всё улучшение. Применение подобного метода к термостатированным генераторам обычно позволяет увеличить тем- пературную стабильность до 5 раз; 3. наиболее сложный, но дающий наилучшие результаты метод «вы- лизывания» базовой конструкции. Заключается он в тщательном рас- чёте и долгом многоитерационном процессе доработки конструкции конкретного типа генераторов для получения лучшей температурной стабильности. В частности, за счёт понижения температурных градиен- тов можно достичь температурной стабильности, получаемой у генера- торов с двойным термостатировани- ем, но при этом сохранив габариты и в особенности высоту базовой кон- струкции. Для получения эксклюзивно высокой температурной стабильности, напри- мер до ±1 × 10 –11 , приходится в полной мере реализовывать все выше описан- ные меры улучшения температурной стабильности. Как при эксплуатации, так и при измерении параметров генераторов с высокой температурной стабиль- ностью могут возникать дополни- тельные факторы, влияющие на тем- пературную стабильность, которые необходимо учитывать. Например, выходная частота кварцевых генера- торов изменяется с течением времени. При этом крайне важно, сколько вре- мени генератор находился во вклю- чённом состоянии. Так, для генерато- ров, включённых в течение нескольких недель, суточное изменение частоты будет составлять несколько единиц 10 –11 , а для генераторов, включённых всего 1 день, эта величина уже будет несколько единиц 10 –10 . Нетрудно заметить, что такой вклад будет заме- тен при измерении температурной ста- бильности, тем более когда она мала и сопоставима с таким уходом. Таким образом, при оценке стоит учиты- вать дрейф частоты генератора. Сде- лать это довольно просто: необходимо выдержать генератор при некоторой постоянной температуре и фиксиро- вать его частоту. Далее по получен- ным результатам можно построить модель ухода частоты с течением времени (для недолгих промежут- ков времени вполне хватит простой линейной модели). Обычно при испы- таниях генераторов с очень высокой температурной стабильностью при- ходится делать несколько циклов нагрева/охлаждения, чтобы убедить- ся, что генератор удовлетворяет нор- мам по температурной стабильности. Влияние дрейфа частоты отчётли- во видно на результатах испытаний генератора ГК360-ТС производства АО «Морион» (см. рис. 4). На рисунке 4 красным цветом пока- зана исходная характеристика, снятая в процессе измерений. Видно, что она обладает линейным наклоном, связан- ным со старением генератора. Синим цветом показана эта же характеристи- ка, но с вычтенным дрейфом. Как уже было отмечено, если для повышения температурной стабильно- сти используется дополнительная ком- пенсация, то на итоговой характери- стике могут присутствовать отдельные участки с сильной крутизной. Подобная ситуация несильно выражена для тер- мостатированных кварцевых генерато- ров, но очень заметна в случае с руби- диевыми генераторами. Точка нижнего перегиба (LTP) Точка верхнего перегиба (UTP) Температура Частота Рис. 3. Типовая зависимость частоты от температуры для кварцевого резонатора Рис. 4. Результат измерения температурной стабильности генератора ГК360-ТС производства АО «Морион» 0 –4 –3 –2 –1 0 1 2 3 4 2 4 6 8 10 12 14 –40 –20 0 20 40 60 80 Время, ч dF / F, × 10 –11 Original DeAging Температура, °С