3.3 Расчёт частотно-модулированного автогенератора

Нам необходимо рассчитать частотно-модулированный автогенератор

с девиацией частоты 200 кГц, при этом также получить малые нелинейные искажения.

В качестве управляющего элемента используем варикап. По сравнению с транзистором варикап имеет большую добротность и стабильность. Выбираем емкостную связь варикапа с контуром автогенератора. Такая схема конструктивно проста и обеспечивает малые нелинейные искажения.

Рассчитаем задающий генератор. Его основной функцией является генерация синусоидальных колебаний заданной частоты с необходимой стабильностью. Рабочая частота генератора f_р=35 МГц. Расчет производится по методике изложенной в [2]. Необходимую стабильность частоты обеспечиваем с помощью кварцевого резонатора.

Выберем транзистор. Для увеличения стабильности частоты в задающих автогенераторах выбирают транзисторы малой мощности. Cледует выбирать транзистор, граничная частота f_т которого больше чем заданная частота колебаний f_р. Этим требованиям удовлетворяет транзистор КТ617А с параметрами [табл. 3.3] [2].

Таблица 3.3

Статический коэффициент передачи тока базы в схеме с ОЭ, h21	40
Граничная частота, fт, МГц	250
Емкость коллекторного перехода Cк, пФ	15
Емкость эмиттерного перехода Cэ, пФ	50
Допустимый ток коллектора Iк доп., mA	210
Допустимое напряжение на коллекторе Uк доп., В	20
Допустимое напряжение на базе Uб доп., В	7
Допустимая мощность рассеяния Pрас доп., мВт	500

Учитывая необходимый запас по самовозбуждению, а так же условие баланса активных мощностей следует, что в стационарном режиме колебаний γ₁(θ)=0,2…0,3. Тогда выбираем угол отсечки θ=60˚. Значения коэффициентов Берга для угла отсечки θ=60˚:α₀=0,218; α₁=0,391; γ₀=0,109.

Расчет автогенератора проводится так же как и в разделе “Расчёт кварцевого автогенератора” поэтому комментарии к формулам будут опущены.

Необходимо получить на выходе мощность Р₁=0,08 Вт.

Граничные частоты:

(1)

(2)

Активная часть коллекторной емкости:

(3)

Сопротивление потерь в базе:

(4)

Расчет корректирующей цепочки:

(5)

(6)

(7)

(8)

Крутизна переходной характеристики транзистора с коррекцией:

(9)

Расчет электрического режима:

Выбираем параметры: (10) (11)

Рассчитаем основные параметры генератора:

(12) (13)

(14) (15)

Расчет резонатора:

Выберем резонатор [табл. 3.4].

Таблица 3.4

Индуктивность Lкв, мкГн	1.25
Добротность QL	125
Частота резонанса, МГц	35

Вычислим параметры элементов резонатора:

(22)

(23)

Расчет : Чтобы сопротивление нагрузкипересчитанное к выходным электродам транзистора, не снижало заметно добротность контура, примем(28). Добротность последовательной цепочки(29) (30), отсюда емкость связи,(31) (32);емкость пересчитанная параллельно

(33) (34)

Расчет цепи смещения:

(38)

Расчет цепи питания:

Выбираем: (39)

(40) (41)

Расчет частотной модуляции:

Выберем варикап КВ104Е [табл. 3.5] [2].

Таблица 3.5

Емкость при 18В, пФ	300
Добротность Q при 35МГц	100
Uдоп, В	45
Pдоп, мВт	100
	0.5

Чтобы напряжение смещения на варикап можно было подавать от Е_п, выберем постоянное напряжение смещения, близкое к этой величине U_вобр=18 В.

Амплитуду модулирующих колебаний (нормированную) рассчитывают по формуле:

(42)

при заданном k_r и выбранному U_в0.

(43)

Рассчитаем коэффициент вклада варикапа в суммарную ёмкость контура С_∑.

Определим величину модулирующего напряжения:

(49)

где _к=0,6 В – контактная разность потенциалов.

Рассчитаем резистивный делитель R₁R₂ в цепи смещения варикапа, учитывая следующие условия:

В этом разделе был рассчитан автогенератор, выбран варактор, а также рассчитан его режим работы.