3.4. Расчет кварцевого автогенератора.
Для обеспечения заданной стабильности частоты, выбрана схема с общим эмиттером, в которой кварц включен между базой и коллектором транзистора.
В качестве активного элемента кварцевого автогенератора выбран биполярный транзистор КТ316Г.
Справочные данные на КТ316Г, необходимые для проведения расчета:
PKMAX = 150 мВт
FГР =600 МГц
rБ =25 Ом
UКЭ = 10 В
Н21Э = 20
S = 0,3
IKMAX =50 мА
ЕОТС = 0,3
Данные кварца:
RКВ = 80 Ом
LКВ = 90 нГн
C0 = 7 пФ
QКВ = 5×105
Исходные данные:
Fр = 449,55 МГц
PН = 0,024 Вт
Выбираем Ek ≤ (0,4 … 0,5) × UКЭmax = 25 мА
Расчет КАГ ведется на полную генерируемую мощность:
Зададимся углом отсечки в установившемся режиме автоколебаний θ = 70°, для этого значения:
α0 = 0,253
α1 = 0,436
cos θ = 0,342
γ0 = 0,166
γ1 = 0,288
Расчет параметров частотно-задающей цепи:
где k0 – коэффициент обратной связи.
xC4 = k0 × xC1 = 0,5 × 43 = 21,5
Расчет элементов цепей питания.
Постоянная составляющая коллекторного тока:
Ik1 = α0 × Ikm = 0,253 × 0,025 = 0,0063 А
Амплитуда первой гармоники коллекторного тока:
Ik1 = α1 × Ikm = 0,436 × 0,025 = 0,01 А
Мощность, потребляемая по коллекторной цепи:
Pk0 = Ik0 × Ek = 0,0063 × 5 = 0,03 Вт
Мощность, потребляемая по коллекторной цепи:
Pk = Pk0 - P1 = 0,03 - 0,012 = 0,018 Вт < Pkmax = 150 мВт
Постоянная составляющая тока базы:
Смещение на базе:
Амплитуда напряжения напряжения на коллекторе:
Сопротивление коллекторной нагрузки:
Гасящее сопротивление:
Принимаем R3 = RЭ = 500 Ом, R4 = 200 Ом.
Напряжение в точке соединения R3, R5, R6 обозначим EД:
EД = EБ0 + (IК0 + IБ0) × R3 + IБ0 × R4 = 0,256 + (0,0063 + 0,0003) × 500 + 0,0003 × 200 = 3,6 В
IД = 5 × IБ0 = 5 × 0,003 = 0,0015 А
Емкость конденсатора C3 находится из условия:
Расчет согласующей цепи:
RH = 240 Ом
rБ0 = 1,65 Ом
R0 = 0,8 Ом
Принимаем R0 = 0,8 Ом.
4. Библиографический список
1. Проектирование радиопередатчиков: учеб. пособ. для вузов / В.В.Шагильдян, М.С.Шумилин, В.Б.Козырев и др.; под ред. В.В.Шахильдяна. - М.: Радио и связь, 2000. - 656с., ил.
2. Полупроводниковые приборы: транзисторы. Справочник / В.А.Аронов, А.В.Баюков, А.А.Зайцев и др. Под общ. ред. Н.Н.Горюнова. - М.: Энергоиздат, 1982. - 904 с., ил.
3. Транзисторы для аппаратуры широкого применения: справочник / К.М.Брежнева, Е.И.Гантман, Т.И.Давыдова и др. Под. ред. Б.Л.Перельмана.- М.: Радио и связь, 1981.- 656 с., ил.
4. Кварцевые генераторы: справочное пособие. / Г.Б.Альтштуллер, Н.Н.Елфимов, В.Г.Шакулин. - М.: Радио и связь, 1984 — 232 с., ил.