3.4 Выбор автогенератора

Стабильность частоты АГ с LC-контуром не превышает 10^-3…10^-4.

При исследовании кварцевых резонаторов (КР), добротность которых во много раз превышает добротность LC-контуров, и соответствует 10⁴…10⁶, а эталонность (постоянство) параметров КР значительно выше.

Обычно при расчетах кварцевый резонатор (КР) заменяют эквивалентной электрической схемой, справедливой на частотах до 100 МГц.

Относительные отклонения частоты колебаний f от f_K лежат в полосе пропускания эквивалентного контура и имеют порядок его затухания . В автогенераторах с кварцем используют маломощные транзисторы, т.к. мощность , выделяемая в коллекторной цепи, того же порядка, что и , и составляет 1…10 мВт.

Поскольку параметры биполярного транзистора зависят от соотношений между рабочей частотой f_K и граничной частотой f_ГР, рекомендуется выбирать транзистор так, чтобы выполнялось условие:

Существует большое количество схем автогенераторов, стабилизированных КР. Однокаскадные схемы чаще всего строят по трехточечным схемам, среди которых наибольшее применение нашла емкостная, как самая надежная и стабильная.

Рис.12 Электрическая схема кварцевого автогенератора.

4. Расчётная часть

4.1 Расчёт кварцевого автогенератора.

Исходные данные:

Мощность в нагрузке:

Рабочая частота:

Выбираем биполярный транзистор КТ368 со следующими параметрами:

при

Выбираем кварцевый генератор со следующими параметрами:

Определим параметр качества кварца:

(8)

Выбираем амплитуду тока и коэффициент а, напряжение на коллекторе , угол отсечки :

≤ (0,5…0,8). (9)

а=0,1;

≤(0.4…0.5)

=5В;

;

Где –мощность,выделяемая на КР; а –мощность, рассеиваемая на активном сопротивлении калебательной системы.

Определим мощность, рассеиваемую на КР:

(10)

(11)

(12)

Производим аппроксимацию параметров транзистора:

(13)

(14)

(15)

(16)

Найдём нормированную частоту :

(17)

Определяем значение коэффициента обратной связи:

(18)

(19)

Рассчитываем колебательную систему:

(20)

Примем . Тогда

(21)

(22)

Найдем поправку к частоте колебаний:

=[x1(1+)+].

(23)

Стабильность частоты:

(24)

Расчёт режима работы транзистора:

Амплитуда напряжения на коллекторе:

; (25)

(26)

(27)

Мощность, потребляемая от источника коллекторного питания

(28)

Рассеиваемая мощность :

(29)

Базовый ток:

. (30)

Напряжение смещения на базе:

(31)

Выбираем автосмещение для транзистора:

Ом, а также Ом, тогда получаем:

(32)

(33)

(34)

Принимаем ток через делитель:

(35)

Сопротивление делителя в цепи питания:

(36)

(37)

Выбираем резисторы из стандартного ряда значений: R₁ = 6,3 кОм, R₂ = 22 кОм.