= 0,007 0,286/50 = 0,04 мA.
Напряжение смещения на базе
=
– 0,092
0,174 + 0,25 =0,234 В.
5. Расчет элементов цепей питания.
Индуктивность дросселя в цепи коллекторного
питания
= 25 75,8/2
3 10
= 100,6 мкГн.
Часто, с точки зрения технологичности
целесообразно заменить дроссель
балластным резистором
,
сопротивление которого выбирается из
аналогичного условия, т. е.
=(20...30)
.
Напряжение источника коллекторного
питания
=
=
,
где
определяется из соотношения (1.3). В том
слу-чае, когда вместо дросселя используется
балластный резистор при вычис-лении
,
необходимо учесть падение напряжения
на этом резисторе.
Расчет цепей базового автосмещения
проводится на основе соотношений (1.6) –
(1.8), а
выбирается из условия
.
1.3.4. Расчет автогенератора с кварцевым резонатором в цепи обратной связи
При разработке методики расчета АГ, выполненного по схеме рис. 1.5, так же как и в предыдущем случае, воспользуемся уравнением стационарного состояния [2]:
= 1, (1.16)
где
![]()
;
– обобщенная расстройка;
– нагруженная добротность контура в
коллекторной цепи АГ; 2
;
– емкость контура;
– собственное сопротивление потерь в
контуре;
=
+![]()
– комплексное сопротивление, представляющее
собой параллельное соединение входного
сопротивления транзистора, включенного
по схеме с общей базой, и резистора в
эмиттерной цепи R4.
Учитывая, что наибольшая стабильность
частоты АГ может быть получена только
в том случае, когда частота генерации
совпадает с частотой последовательного
резонанса КвР, в дальнейшем будем считать
.
Фазовый угол средней крутизны транзистора
при его включении по схеме с общей базой
существенно меньше, чем в схеме с общим
эмиттером, что позволяет считать крутизну
транзистора вещественной и положить
.
Кроме того учтем, что емкость кварцедержателя
нейтрализована индуктивностью
,
выбранной из условия
.
Тогда, записав соотношение (1.16) отдельно
для мнимых и вещественных составляющих
и выполнив необходимые преобразования,
получим уравнения баланса фаз и баланса
амплитуд:
,
т. е
;
(1.17)
=1,
(1.18)
где
;
;
;
- сопротивление, вносимое в контур цепью
обратной связи.
В процессе расчета необходимо определить
параметры колебательной системы АГ (
и
)
и цепи обратной связи (
и
).
Поэтому, помимо уже имеющихся двух
уравнений (1.17) и (1.18), необходимо составить
еще 2. Одним из них может служить уравнение,
связывающее мощность, рассеиваемую
КвР, с параметрами АГ, т. е.
.
Учтя, что
,
можно получить![]()
=
.
Из последнего соотношения следует, что
=![]()
.
Нетрудно заметить, что выполнение
полученного равенства возможно только
при условии, что
<
,
которое необходимо учесть при выборе
амплитуды импульса коллекторного тока
транзистора.
Таким образом, задавшись значениями
,
и
,
по известным параметрам КвР и транзистора
можно рассчитать
и определить
.
Далее, учтя, что эквивалентное сопротивление
контура без учета потерь, вносимых цепью
,
,
определяется равенством
,
где
,
приведем выражение для
к виду
.
С учетом последнего равенства уравнение баланса амплитуд может быть представлено как
=1,
(1.19)
где
– эквивалентное сопротивление контура
в точках подключения кварцевого
резонатора.
Высокая фиксирующая способность КвР
может быть реализована только в том
случае, если выполнено условие
>
.
Практически достаточно, чтобы
.
С учетом изложенного, из соотношения
(1.19) можно определить значения коэффициента
и
.
Затем, задавшись реализуемой добротностью
контура
= = (50...100), определяется волновое
сопротивление контура
и значения
и
.
Порядок расчета АГ изложен в приводимом далее примере.
Пример расчета.
Рассчитать параметры и режим работы АГ, работающего на частоте 15 МГц и выполненного на транзисторе ГТ313.
Параметры транзистора:
МГц,
,
=
0,05,
=
– 0,25 В,
=
60 Ом,
=0,03
A,
=
0,5 мВт.
Параметры кварцевого резонатора:
=
15 МГц,
=
11 Ом, С0 = 7 пФ,
=
67000.
Задаемся мощностью, рассеиваемой КвР,
= 0,2 мВт.
1. Расчет параметров транзистора.
Максимально возможная амплитуда импульса
коллекторного тока транзистора
<
=
=
14 мA. Задаемся
=
5 мА и определяем
A/B,
A/B,
= 0,11В.
2. Расчет параметров колебательной системы и цепи обратной связи.
Сопротивление резистора в эмиттерной
цепи
![]()
= 0,11 /
=
= 32 Ом.
Сопротивление
=32/(1+0,023·32)=
18,4 Ом.
Задаемся
=
0,25·11= 2,75 Ом.
Вспомогательный параметр
=
0,023·18,4·2,75/(11+18,4+2,75)
= 0,036.
Отношение емкостей
=
0,036(1–0,036) = 0,037.
Эквивалентное сопротивление контура
=2,75
(1+0,037)
/0,037
=2160
Ом.
Задаемся добротностью контура
=50.
Параметры колебательной системы
=2160/50=
43,2 Ом;
=1/(2
15·10
·43,2)
=
= 246 пФ;
=
43,2/(2
·15·10
)
= 0,458 мкГн; С2
=
Ск
(1+
+К)/К = 246 (1+0,037) / 0,037 = 6894 пФ;
=
0,037·6894 = 255 пФ.
Индуктивность, нейтрализующая емкость
кварцедержателя
=1/
=
16,1 мкГн.
