3. Опорный кварцевый генератор.

Опорный кварцевый генератор в работе представляет собой кварцевый автогенератор с кварцевым резонатором, включенным между коллектором и базой транзистора. В своей основе схема представляет собой обыкновенную осцилляторную схему – емкостную трехточечную, или схему Клаппа. В таких схемах частота генерации несколько больше резонансной частоты кварцевого резонатора и меньше частоты параллельного резонанса. Поэтому исходя из технического задания частота ОКГ f= 2 МГц, и следовательно, мы выбираем кварцевый резонатор с частотой несколько меньшей требуемойf= 1.99997 МГц. Данная схема обеспечивает наибольшую стабильность частоты, чем, например, схема с КР с цепи обратной связи, но может работать только на основной частоте.

Принципиальная схема ОКГ выглядит следующим образом:

В ниже приведенном расчете определяются режим работы транзистора и номиналы элементов, включенных в схему. Для схемы были выбраны кварцевый резонатор и транзистор со следующими параметрами:

КР: частота колебаний f= 3,999931(КГц);

R_кв= 44(Ом) – сопротивление потерь;

Q_кв= 58 000 - добротность;

C_o= 4 пФ – емкость кварцедержателя.

Транзистор:

f_т= 700 МГц – предельная частота усиления по току в схеме с ОЭ;

S_гр= 0,05(А/В) – крутизна линии граничного режима транзистора;

β₀= 50 – коэффициент передачи по току в схеме с ОЭ;

Е_бо= 0,25 В – напряжение запирания;

С_к= 3,75(Пф) – емкость база-коллектор;

r_б= 60 – сопротивление материала базы.

Расчет параметров и режима работы кварцевого автогенератора.

1. Определениеи.

=

=80 град.,= 0.472,= 0.286

==

=

Фазовый угол средней крутизны

=

2. Задаемся мощностью, рассеиваемой резонатором

=0,0003 Вт < =0.0005 Вт

3. Расчет параметров колебательной системы:

Обобщенная расстройка

=

Реактивное сопротивление кварцевого резонатора на частоте генерации

=

Полное реактивное сопротивление емкостной ветви контура

=

Произведение =

Амплитуда первой гармоники тока через кварцевый резонатор

=

Амплитуда первой гармоники напряжения на базе транзистора

=

Сопротивление конденсатора С2

=

Сопротивление конденсатора С1

=

Сопротивление конденсатора С3

=

Емкости конденсаторов колебательной системы

=

=

=

Исходя из стандартного ряда значений емкостей, выбираем

С1 = 1200 пФ, С2 = 1500 пФ, откуда определяем значения X1 = 33,17 Ом

и X2 = 26,54 Ом. Тогда X3 = 30,59Ом, значение емкости выбираем С3 = 1200 пФ, тогда X3 = 33.17 Ом, X1+X2+X3 = 97 Ом. Таким образом,

С1= 1200 пФ;

С2 = 1500 пФ;

С3 = 1200 пФ.

4. Расчет режима работы транзистора.

Амплитуда напряжения на коллекторе

=

=

Постоянное напряжение на коллекторе транзистора

==3,6(B)

Проверка недонапряженного режима работы

=

Модуль эквивалентного сопротивления колебательного контура

=

Мощность, потребляемая транзистором от источника коллекторного напряжения

=

Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора

= 0.0103-0.0003 = 0.01 Вт

Коэффициент полезного действия транзистора

=

Постоянная составляющая тока базы

=

Напряжение смещения на базе

=

5. Расчет элементов цепей питания.

Индуктивность дросселя в цепи коллекторного питания

= =39мкГн

Номинал резистора в эмиттерной цепи

=выбираем из стандартного ряда = 620 Ом

Напряжение источника коллекторного питания

=

Конденсатор в эмиттерной цепи

=, из стандартного ряда выбираем = 47 нФ.

Определение номиналов резисторов

=6404 Ом

=

Номинал R1 и R2 выбираем из стандартного ряда = 6200 Ом, = 3900 Ом, тогда = 2400 Ом.