Prezentowany opis dotyczy modelu zaprojektowanego i wykonanego przez autora. Układ jest na tyle uniwersalny, że może z powodzeniem być wykorzystany w posiadanych miernikach częstotliwości.
W wielu częstościomierzach fabrycznych nawet z rozdzielczością 8 cyfr generator wzorcowy wykonany jest z bramki logicznej i rezonatora kwarcowego. Taki generator ma stabilność długoterminową rzędu 10 ppm, czyli 10-5 (1 ppm - 10-6). Oznacza to w praktyce, że tylko 5 cyfr jest cyframi znaczącymi (pokazującymi rzeczywisty wynik pomiaru) a dalsze są przypadkowe i zależą głównie od temperatury pomiaru (głównym czynnikiem decydującym o stabilności generatora kwarcowego jest temperatura rezonatora kwarcowego). Znacznie lepsze pod względem stabilności od generatorów na bramkach logicznych są generatory tranzystorowe, w których zastosowano kompensację termiczną rezonatora (tzw. generatory termokompensowane). Stabilność długoterminowa generatorów termokompensowanych jest rzędu 1 ppm (10-6). Najlepszą stabilność mają generatory termostatowane tzn. takie, w których generator pracuje w stałej temperaturze. Posiadany przez autora profesjonalny wzorzec firmy MTI ma stabilność dzienną 5*10-11, a roczną 3*10-8.
Opisany w artykule generator termostatowany ma stabilność roczną około 8*10-8. W układzie użyto wysokostabilnego kwarcu 10MHz w szklanej obudowie. W przypadku użycia popularnego i łatwo dostępnego rezonatora kwarcowego 12,8MHz nieoptymalizowanego pod względem stabilności temperaturowej stabilność długoterminowa generatora jest rzędu 10-7. Wybierając kwarc do generatora, należy użyć rezonatora, którego obudowa nie jest łączona przez lutowanie (starsze wykonania). Rezonatory z większą liczbą cyfr (np. 12800000, a nie 12800) są na ogół bardziej stabilne. Zmiany starzeniowe częstotliwości generatora można zmniejszyć, podając układ sztucznemu wystarzaniu przez okresowe nagrzewanie generatora i chłodzenie go w lodówce. W profesjonalnych termostatach stosuje się kwarce głównie o cięciu SC pracujące na drganiach ponadpodstawowych (w naszym wypadku prawie zawsze kwarce o cięciu AT). Generatory kwarcowe termostatowane do zastosowań profesjonalnych umieszczone są w temperaturze, w której rezonator charakteryzuje się najmniejszą zmianą częstotliwości w funkcji temperatury. Dobrej klasy generator termostatowany kosztuje od 1000 zł wzwyż. Opisany poniżej układ jest pod względem elektronicznym bardzo prosty w wykonaniu i uruchomieniu, wymaga jednak trochę prac mechanicznych. Sam generator kwarcowy jest konstrukcją typową dla tego typu układów, tym niemniej parę szczegółów jest wartych uwagi. W układzie nie stosowano trymera do regulacji częstotliwości kwarcu lecz diody pojemnościowe. Wadą popularnych trymerów jest kiepska stabilność termiczna i czasowa. Tranzystor generatora jest typem o niskiej ft (np. BF240). Wszystkie kondensatory sprzęgające w układzie sprzężenia zwrotnego generatora są kondensatorami styrofleksowymi (duża dobroć i wysoka stabilność termiczna). Punkt pracy generatora ustawiamy rezystorem Ra (rys. 1), tak by sygnał na źródle tranzystora BF245 miał amplitudę 20-50mV. Zastosowane wartości rezystorów polaryzacji bazy, wartość opornika kolektorowego i emiterowego nie są pomyłką, a wynikają z ustawienia optymalnego punktu pracy generatora z punktu widzenia stabilności długoterminowej. ...
Prezentowany opis dotyczy modelu zaprojektowanego i wykonanego przez autora. Układ jest na tyle uniwersalny, że może z powodzeniem być wykorzystany w posiadanych miernikach częstotliwości.