Расчет автогенератора

Обычно расчёт автогенератора происходит в три стадии. Первая стадия заключается в расчете режима работы транзистора, т.е. его выборе и проверке стабильности его работы на заданной частоте. Вторая стадия заключается в электрическом расчете схемы. Третья стадия – энергетический расчёт, т.е. определение мощности генерируемых колебаний и мощностей в цепях генератора, а также определение КПД. Методики приведенных расчетов взяты из литературы [2,5,6].

Таким образом нам необходимо найти Rк, Есм, Р1 и КПД. Выберем транзистор, определим параметры корректирующей цепи и рассчитаем режим работы транзистора.

Для увеличения стабильности частоты в задающем АГ выбирают транзисторы малой мощности. Чтобы фазовый сдвиг между колебаниями ik(t),uб(t) можно было устранить с помощью корректирующей цепочки, следует выбирать транзистор, граничная частота которого больше, чем заданная частота колебаний fнес = 1,5 МГц. Выбираем транзистор малой мощности КТ 331Г-1 с граничной частотой fт = 400 МГц, со следующими паспортными данными:

· барьерные ёмкости коллекторного и эмиттерного переходов Ск = 5 пФ, Сэ = 8 пФ

· постоянная времени цепи внутренней обратной связи tос=120 пс

· допустимые напряжения и токи Uотс = 0.6 В, Uкб доп = 15 В, iк доп = 0,02 А, Uб доп = 3 В

· допустимая мощность Рдоп = 15мВт

· крутизна линии граничных режимов на выходных статических ВАХ транзистора Sгр = 20 мА/В

· коэффициент усиления тока В = 40.

fb = ft /В = 10 МГц; fa = ft + fb = 11,5 МГц. Активная часть коллекторной ёмкости Ска=2 пФ и сопротивление потерь в базе rб = tос/Ска= 60 Ом.

Rкор, Rз - сопротивления, корректирующие частотные свойства транзистора в открытом и закрытом состояниях. Rкор должно быть меньше Rз, от этого зависит эффективность применения корректирующих цепей , иначе следует выбрать другой транзистор.

Крутизна переходной характеристики транзистора с коррекцией Sк = 1/R/кор = 1/10 = 0,1 А/В. Чтобы мгновенные значения напряжения и тока коллектора не превышали допустимых значений uК ДОП и iК ДОП, выбираем ik max = 0,8ik доп = 0,8×20 = 16 мА; ik max - максимальное значение импульса коллекторного тока;

Величина kос=Uкбэ/Uк1 отражает относительное шунтирующее влияние на резонатор входной и выходной проводимостей транзистора. Наибольшая стабильность частоты в транзисторном АГ получается при kос=1…3. Примем kос=1.

При выборе угла отсечки следует учесть необходимый запас по самовозбуждению Skос=(3…5)GК, а также условие баланса активных мощностей СК(w) = -GА(UА1); êGА ê= êG0 êg1(q) - из этих трёх условий следует, что в стационарном режиме колебаний g1(q) » 0.2…0.3. выбираемq = 600.

Тогда a0=0,218, a1=0,391, g0=0,109, Cos q = 0,5.

Рассчитаем основные параметры генератора:

Ik1 = a1ik max = 0,391×16 = 6,3 мА; Ik0 = a0ik max = 0,218×16 = 3,5мА, IК1,IК0 - амплитуда первой гармоники и постоянная составляющая коллекторного тока.

Uкб1,Uк1 - амплитуды первой гармоники напряжения на базе и коллекторе транзистора с коррекцией.

Rк- сопротивление нагрузки транзистора.

P1 = 0.5IK1U K1 = 0,5 × 6,3 мА × 0,32 В = 1,01 мВт ;

Po = IK0UK0 =3,5 мА × 4,5 В=15,75 мВт

Ppac = Po-P1= 15,75 - 1,01 = 14,74 мВт < P доп = 15 мВт

Р1,Р0,Ррас - колебательная, потребляемая и рассеиваемая в транзисторе мощности.

h = P1/Po = 0,064 = 6,4%- электронный КПД;

Есм = Uост - Ukб1cos q = 0,6 - 0,32×0,5 = 0,44 В,

где Uотс - напряжение отсечки на переходной ВАХ транзистора.

÷Есм- Uкб1÷ < 3 В;

e = Uk1/Uk0 » 0,07; eгр=1- [ik max /(SгрUk0)] = 0,82 ,

где e - напряжённость режима, eгр- напряжённость граничного режима

e < 0,5eгр - условие получения недонапряжённого режима при относительно слабой зависимости барьерной ёмкости Ск от Uк для увеличения стабильности частоты.

На частоте 1,5 МГц оптимальным значением индуктивности контура будет L=10 мкГн с добротностью 125. Считаем, что Q0 » QL, так как потери в индуктивности намного больше потерь в ёмкости. Вычислим параметры элементов резонатора.

Перейти на страницу: 1 2

Другие публикации

Броневой трансформатор
За, последние годы широкое применение получила радиоэлектронная техника, характер и функции которой требуют применения десятков и сотен тысяч различных комплектующих изд ...

Расчет волоконно–оптической линии связи
Совершенно очевидно, что научно-технический прогресс во многом определяется скоростью и объемом передаваемой информации. Возможности резкого увеличения потока информа ...

Меню

Copyright @2020, TECHsectors.ru.