3. Расчет задающего генератора

В современных передающих устройствах , как правило, используются кварцевые АГ с долговременной нестабильностью 10^-5…10^-7.

Требования к таким АГ зависят от их конкретного назначения и отличают­ся большим разнообразием.

Существует большое количество схем АГ, стабилизированных КР. В диапазоне частот 1…100 МГц. находят применение простейшие трехточечные схе­мы. Среди них выбираем схему, которая получила наибольшее распространение -это схема АГ, в которой КР включен в цепь обратной связи. Подобное включение КР позволяет реализовать режим АГ с малыми значениями мощности Ркв и долго­временной нестабильностью частоты. Схема такого автогенератора представлена на рисунке 3.

Рис. 3. Схема автогенератора с кварцем в цепи обратной связи.

Расчет выбранной схемы автогенератора будем проводить в соответствии с методикой, предложенной в литературе.

Исходные данные:

Р_Н = 10 мВт. – выходная мощность;

f = 5 МГц. – рабочая частота генератора;

Дополнительно выбраны:

Р_КВ = 5 мВт.; η_К = 0.5; Q = 60.

Параметры транзистора:

P_Kmax 100 мВт.; S = 0.12 А/В ; f_S = 30 МГц.; I_Kmax = 40 мА.; h21_Эmax = 120;

Ω_s = f / f_S = 0.167 – нормированная частота; U_КЭmax = 15 В.; U^’ = 0.7 В.

Параметры кварца:

Р_КВД = 10 мВт.; r_K = 50 Ом.; С₀ = 5 пФ.; Q_КВ = 10⁵.

τ₀ = ω · С₀ · r_K; Х_КВ = -τ₀ · С₀ · r_K; τ₀ = 0.1 ; Х_КВ = -0.39 Ом.

В соответствии с рекомендациями [1], для схемы выбираем: γ₁(θ) = 0.2. Такому значению γ₁(θ) соответствует угол отсечки θ = 60°, при этом: Cos θ = 0.5; α₀(θ) = 0.22; α₁(θ) = 0.39; γ₀(θ) = 0.11; γ₁(π-θ)= 0.61; U_K0 = (0.4…0.5) В; U_KЭmax = 7 В.

Расчёт.

Расчет проводится в следующей последовательности:

1. Определим гармонические составляющие коллекторного тока и ампли­туда напряжения на базе:

В

мА

мА

2.Сопротивление делителя в цепи обратной связи:

Ом

3. Мощность, отдаваемая транзистором:

мВт

мВт

С учетом последних вычислений получаем:

мВт

4. Амплитуда коллекторного напряжения:

В

5. Проверяем напряженность режима:

В

Следовательно режим недонапряженный.

6. Определим модуль коэффициента обратной связи:

7. Резонансное сопротивление контура:

Ом

8. Коэффициент трансформации.

Выбираем, в соответствии с [3] M = 1.02. Тогда получим:

9. Сопротивление ёмкости С2:

Ом

10. Сопротивление плеча контура между коллектором и базой:

Ом

11. Расстройка контура:

С учетом рассчитанных коэффициентов получим:

12. Собственная частота контура:

где Q_H – добротность нагруженного контура:

С учетом последнего выражения получаем:

МГц

13. Определяем сопротивления реактивных элементов C₁, L₃, С₃:

Ом

Ом

Ом

14. Параметры контура определяем по уже известным формулам

Результаты расчета элементов заносим в таблицу.

С1, пФ.	С2, пФ.	С3, пФ.	L3, мкГн.
820	2200	1800	7.8

15. Мощности, подведенные к коллекторной цепи и рассеиваемая:

Вт

Вт

16. Постоянная составляющая тока базы и смещение на базе:

мкА

В

В соответствии с рекомендациями [3], выбираем R_э = 300 Ом. Сопротивле­ние R_б выбираем из соотношения:

R_б = (10…20)·X₂ = 139.9…279.8 Ом.

Выбираем R_б = 220 Ом.

17. Напряжения источников питания цепей коллектора U_к и U_вн:

U_к = U_ко+(I_ко+I_б)·R_э = 7 + (8.8 + 73.3·10^-6)·300 = 9.7 В.

U_вн = U_во +(I_ко+I_б)·R_э + I_б·R_б

U_вн = 7 + (8.8 + 73.3·10^-3) ·10^-3·300 + 73.3·10^-6 ·220 = 3.044 В.

18. Сопротивления делителя в цепи питания:

мА

кОм

кОм