II) Расчет режима транзистора по схеме оэ c учетом индуктивности выводов.

1.

2.

3.

4. Нормированные частоты:

5.

По рассчитанным и по табл.1 находим и затем по табл.2 соответствующий ему коэффициент .

Примечание. Если угол отсечки задан (т.е. режим ненулевого смещения), по табл.2 определяем и с учетом, найденного по табл.1 находим . Затем из формулы для

6.

7. Активная и реактивная составляющие входного сопротивления току первой гармоники:

8. Коэффициенты усиления по току и мощности:

9.

10.

11.

Расчет автогенератора с входом для частотно-модулированного сигнала.

В передающем тракте радиотелефона каскад автогенератора является одним из важнейших в схеме. Именно в АГ происходит синтез электромагнитного поля с заданной частотой, которое затем преобразуется модулированным колебанием в сообщение на радиочастоте. От стабильности АГ зависят многие параметры, в частности степень искажения сигнала при прохождении через каскады передающего тракта. Поэтому стабильность – определяющий параметр АГ, ради которого приходится жертвовать мощностью, снимаемой с выхода АГ. Для обеспечения стабильности генерирования, транзистор АГ должен работать в безынерционном режиме. Биполярный транзистор можно считать безынерционными, если его рабочая частота (где - граничная частота по крутизне).

Расчет АГ был проведен с помощью программы ИЧМ АГ.exe.

Исходные данные:

1) угол отсечки: ,

2) емкостная проводимость:

Для расчета выбран транзистор КТ399А, с граничной частотой .

В результате были получены следующие данные:

При замене индуктивной цепи был выбран варикап КА611А.

1) коэффициент запаса 0,8

2) напряжение источника питания варикапа 12 В

3) абсолютная девиация частоты 5кГц

Результаты расчета цепей АГ:

Методика расчета безынерционного транзистора маломощного генератора [2]:

1. Определяем коэффициент обратной связи . Значения коэффициентов обратной связи, соответствующие работе транзистора в предельных режимах:

по току ,

по напряжению ,

по мощности

Рабочее значение коэффициента должно быть меньше наименьшей из этих величин:

2. Амплитуда напряжения возбуждения:

3. Амплитуды коллекторного напряжения и тока первой гармоники:

4. Максимальное значение импульса коллекторного тока:

5. Выходная мощность:

6. Эквивалентное сопротивление коллекторной нагрузки:

7. Электронный КПД:

8. Мощность, рассеиваемая коллектором:

9. Напряжение смещения:

10. Максимальное обратное напряжение между базой и эмиттером:

11. Постоянные составляющие коллекторного и базового токов:

12. Мощность, потребляемая от источника коллекторного питания:

После расчета следует убедиться, что значение полученной выходной мощности не меньше заданного значения. В противном случае надо заменить тип транзистора или задаться меньшим значением .

При проектировании расчет режима АГ ведут на его выходную мощность , которая связана с выходной мощностью транзистора (без учета мощности, идущей на возбуждение транзистора) соотношением

где - КПД ВЧ системы автогенератора, к которой подключена нагрузка.

Поэтому мощность транзистора , из которой исходят при расчете его режима, может быть определена, если заданы и . Однако, если мощность обычно известна, то КПД следует выбрать. Рекомендуемое значение зависит от желаемого режима автогенератора: Либо режим повышенной отдачи мощности в нагрузку, либо режим повышенной стабильности частоты от влияний нагрузки. При первом режиме принимают , а при втором от нескольких сотых до 0,1.

Расчет емкостной трехточечной схемы транзисторного автогенератора с частотной модуляцией [2]:

С хема автогенератора с частотной модуляцией изображена на рис. 2.3. Колебательная система автогенератора с подключением варикапа соответствует рис. 2.2. На варикап подается постоянное напряжение через потенциометр и моделирующее напряжение , дроссель служит для развязки высокочастотных цепей и цепи мо­дуляции.

Исходными данными для расчета емкостной трехточечной схемы транзисторного автогенератора с ЧМ являются следующие величины: средняя частота колебаний ; мощность в нагрузке автогенерато­ра , допустимый коэффициент нелинейных искажений .

Требуется рассчитать режим работы автогенератора, параметры колебательного контура, относительную девиацию частоты напряжения, подаваемые на частотный модулятор, цепи его питания.

Первоначально производится расчет режима автогенератора, определение параметров колебательного контура и общей емкости в цепи между базой и коллектором транзистора (рис. 2.2). Ёмкости и (рис. 2.2) рассчитываются исходя из значения и средней емкости варикапа .

При выборе варикапа необходимо, чтобы его добротность на час­тоте была бы достаточно высокой. Пределы изменения емкости ва­рикапа определяются соотношением

(2.22)

где - пробивное напряже­ние перехода варикапа (рис. 2.4).

Для максимального измене­ния емкости варикапа величи­ну целесообразно выбирать из соотношения

. (2.23)

При этом соответственно опреде­ляется емкость варикапа, соответствующая .

Рассмотрим следующие слу­чаи соотношений и :

а) если , то в схеме рис. 2.2 исключаются и ;

б) если , то в схе­ме исключается , а величина определяется из соотношения:

(2.24)

в) если , то в схеме исключается , а определяется из соотношения: (2.25)

Для обеспечения малого емкость должна быть достаточно малой по сравнению с емкостями и (случай в)).

Если рассчитанные значения этих емкостей не удовлетворяют указанному условию, то надо изменить параметры, задаваемые при расчете . Так, например, в методике расчета параметров колебательного контура автогенератора ([3], с. 128-137) величина емкости задается. Задавшись новым значением, надо снова рас­считать и (случай в)), добиваясь удовлетворения того, чтобы емкость была бы достаточно малой по сравнению с указанными выше емкостями. При этом также может быть выбран ва­рикап с другим значением .

После определения параметров колебательного контура (рис.2.2) и выбора варикапа рассчитываются амплитуды высокочастотного и мо­дулирующего напряжений и на варикапе.

Величина находится из соотношения:

где - коэффипиент включения варикапа в колебательный контур; - амплитуда высокочастотного напряжения между коллекто­ром и эмиттером транзистора автогенератора.

Величина известна из расчета режима автогенератора, коэффи­циент определяется по значениям и .

Согласно (2.22), (2.23) и рис. 2.4 можно записать

(2.27)

откуда

(2.28)

Чем больше , тем больше .

Можно рассчитать из соотношения

(2.29)

а затем определить

(2.30)

где - коэффициент запаса, величина которого выбирается меньше еди­ницы.

Относительная девиация частоты определяется согласно (2.I9).

Таким образом, определяются величины (2.23), (2.26). Величина определяется согласно (2.20), (2.21) при . Если значение не задано в исходных данных, то и опре­деляется по формулам (2.29), (2.30), (2.20), (2.21). Величина относительной девиации частоты определяется соотношением (2.31)

Если значение не задано, то определяется по форму­ле (2.19). Значения и рассчитываются согласно соотношени­ям (2.18), (2.19), а величины и , входящие в них, соглас­но (2.10), (2.11). Значения емкостей, определяющие и , вычис­ляются с учетом соотношений, приведенных выше для случаев а), б), в).

Расчет резистивного делителя и , в цепи смещения варикапа проводится исходя из формул [10]

(2.32)

(2.33)

где - напряжение источника питания варикапа; - максималь­ная частота спектра модулирующего сигнала.

Условие (2.33) вводится исходя из того, чтобы нагрузка источ­ника модулирующего сигнала была постоянной в полосе модулирующих частот.

Дроссель и блокировочная емкость рассчитываются исходя из того, чтобы представлял собой достаточно большое со­противление для токов высокой частоты и малое для токов модулирую­щих частот, а емкость представляла бы весьма малое сопротивле­ние для токов модулирующих частот.

Порядок расчета схемы транзисторного автогенератора с ЧМ по заданным значениям средней частоты колебаний , мощности в нагруз­ке автогенератора и допустимого коэффициента нелинейных искаже­ний :

1. Рассчитывается режим работы автогенератора по заданным зна­чениям и .

2. Рассчитываются емкости индуктивность по за­данному значению .

3. Рассчитываются емкости в цепи между базой и коллектором транзистора с учетом соотношений приведенных выше для случаев а), б), в).

4. Рассчитываются значения (2.11) и (2.12):

(2.11)

(2.12)

5. Рассчитываются рачения (2.17) и (2.18):

(2.17)

6. Рассчитываются величины (2.23), (2.26), (при за­данном ) (2.20), (2.21).

7. Рассчитывается относительная девиация частоты (2.31) в соответствии с заданным значением .

8. 6. Рассчитывается резистивный делитель с сопротивлениями (2.32), (2.33).