1. Электрический расчет генератора

Исходные данные: транзистор ГТ305В, f₁=10÷50Гц, f₂=100÷200Гц, Е_к=12 В, U_вых=0÷5В, R-параллель;

h-параметры: h_11Б = 15 Ом; h_12Б = 0,62*10^-3; h_21Б = 0,98; h_22Б = 5 мкСм. α=0,98

Определим сопротивления эмиттера, коллектора и базы переменному току

,	(1.1)
,	(1.2)
,	(1.3)

где r_Б – внутреннее сопротивление базы, r_Э – внутреннее сопротивление эмиттера, r_К – внутреннее сопротивление коллектора.

Найдем параметры, подставив числовые значения в формулы (1.1), (1.2) и (1.3):

Найдем входное сопротивление усилительного каскада по схеме с общим эмиттером:

.

(1.4)

Найдем входное сопротивление эмиттерного повторителя:

,

(1.5)

где R_вх2 – входное сопротивление усилительного каскада, найденное выше по формуле (1.4). Подставим числовые значения в (1.4) и (1.5):

Рассчитаем коэффициент передачи эмиттерного повторителя который приближается к единице по формуле:

,

(1.6)

Сопротивление фазовращающей цепи определяется по формуле:

,

(1.7)

где R_вх1 – входное сопротивление эмиттерного повторителя, вычисленное по (1.5).

Произведем подстановку значений в (1.7); в знаменателе возьмем среднее значение, равное 3:

В этом случае сопротивление эмиттерного повторителя не оказывает существенного влияния на затухание фазирующей цепочки.

Рассчитаем сопротивление в цепи коллектора транзистора VT2 (R₆ на принципиальной схеме):

,

(1.8)

где R – сопротивление фазовращающей цепочки. Из этих же соображений рассчитывается сопротивление в цепи коллектора VT2:

.

Коэффициент усиления по напряжению усилительного каскада на транзисторе по схеме с общим эмиттером равен:

.

(1.9)

Подставим числовые данные в формулу (1.9):

Общий коэффициент усиления находится по формуле:

.

(1.10)

Ранее было выяснено, что нужно обеспечить, условие:

Кu общ > 29.

(1.11)

Произведем расчет общего коэффициента усиления по формуле (1.10):

К_uобщ=49∙0,98=48,02>29.

Сравним полученный результат с условием (1.11)

48,02>29

Таким образом, условие (1.11) выполняется.

2. Графоаналитический расчет

Произведем расчет генератора в режиме класса А графоаналитическим методом. Так как генератор является усилителем с положительной обратной связью, его графоаналитический расчет аналогичен расчету усилительного каскада. Все построения приведены в Приложении А.

1. Возьмем семейства входных и выходных характеристик транзистора ГТ305В, включенного по схеме с общим эмиттером.

2. На семействе выходных характеристик в рабочей области построим динамическую нагрузочную характеристику, которая описывается выражением:

(2.1)

Она пересекает координатную систему в точке U_КЭ=E_К при I_K=0 и в точке E_K/R_K при U_K=0. Точками 1-6 обозначим пересечение нагрузочной характеристики с выходными характеристиками.

3. Перенесем нагрузочную характеристику в семейство входных характеристик (точки 1' – 6').

4. На входной характеристике выберем линейный участок (точки 1' – 5'). Рабочую точку (А') выбираем посередине линейного участка и переносим ее в семейство выходных характеристик (А).

5. Найдем постоянные составляющие токов I_бэ=, I_кэ= и напряжений U_бэ=, U_кэ= в рабочей точке:

I_б= = 0,06 мА,

I_к= = 2,8 мА,

U_бэ= = 0,276 В,

U_кэ= = 5 В.

6. На диаграммах определим амплитуды напряжений (U_БЭm, U_КЭm) и токов (I_Бm, I_Кm):

U_БЭm = 0,014 В

U_КЭm = 4 В

I_Бm = 0,04 мА

I_Кm = 1,6 мА

ΔU_э = 8 B

7. Определим коэффициенты усиления:

	(2.2)
	(2.3)
	(2.4)

где

R_вых = I_Кm·U_КЭm= 6,4мВт,

Произведя подстановку значений в уравнения (2.2), (2.3), (2.4), получим:

.