|
Схемы автогенераторов
Автогенераторы, как правило, выполняют на полупроводниковых приборах, так как они имеют ряд преимуществ:
1. Низкие питающие напряжения
2. Широкодиапазонность
. Большой срок службы.
В данной работе мы будем использовать генераторы, работающие по трёх-точечной схеме, так как именно такая схема наиболее проста и оптимальна. Транзистор тремя своими выводами присоединяют к трем точкам колебательного контура, состоящего из трех реактивных элементов. По величине и знаку реактивные элементы выбирают, исходя из баланса фаз и амплитуд.
Трехточечные схемы АГ чаще используют в среднем диапазоне частот. Причина, по которой трехточечные схемы получили широкое распространение это высокая стабильность частоты.
Кроме емкостных трехточек в диапазоне средних частот применяют, правда, значительно реже, и схемы с резонатором в цепи обратной связи. Такие схемы позволяют при той же мощности, рассеиваемой на резонаторе, получить большую мощность в нагрузке, и тем самым обеспечить большой запас по возбуждению.
Схемы с резонатором в цепи обратной связи позволяют применять КР с большим Rк. По сравнению с емкостной трехточкой в такой схеме наблюдается большее изменение частоты при изменении напряжения питания и изменении параметров реактивных элементов частотозадающей цепи.
Рис.6 Эквивалентная трехточечная схема кварцевого резонатора без корректора частоты
Рис.7 Эквивалентная трехточечная схема кварцевого резонатора с индуктивной коррекцией частоты
Рис.8 Эквивалентная трехточечная схема кварцевого резонатора с кварцевым резонатором в цепи обратной связи
Расчет генератора
Выбираем стандартный блок питания E = 12 В.
Рассчитаем мощность, отдаваемую в нагрузку:
Pн = Uвых2/Rн·2 => Pн = 18 мВт
Рассчитаем рассеиваемую мощность на коллекторе транзистора P0, исходя из того, что:
P1 = 8Pн - мощность потребляемая транзистором.
P1 = 144 мВт
P0=P1 - Pн=126 мВт
Исходя из заданной мощности рассеивания и частоты колебания, выберем транзистор КТ 624 А-2
Параметры:
Uкэmax = 12В - постоянное напряжение коллектор - эмиттер
Pкmax = 150 мВт - постоянная рассеиваемая мощность коллектора
Iкmax = 50 мА - постоянный ток коллектора
fm = 100 МГц - граничная частота транзистора.
Рассчитываем количество буферных каскадов исходя из того что Кр - коэффициент усиления по мощности измеренный практически = 6.
Где n - число каскадов, а P - мощность, отдаваемая предыдущим каскадом.
Выбираем для начала n = 1.
Отсюда P = 3 мВт. Известно, что наиболее типичная мощность автогенератора 0.2 ÷ 5 мВт. Исходя из этого, определяем число буферных каскадов n = 1. Выберем трехточечную схему АГ представленную на рис.5 (емкостная трехточка).
Подбираем схему автогенератора:
Рис.9 Принципиальная схема кварцевого автогенератора
Назначение элементов:
R1, R2, R6, R7 - делитель в цепи баз транзисторов VT1 и VT2,
R3, R8 - коллекторные сопротивления,
R5, R9 - температурная стабилизация
R4 - устранение возникновения паразитных колебаний, не контролируемых резонатором через емкость C0,
C1, C2, C10 - контур, частота которого равна частоте последовательного резонанса резонатора,
C4, C7, C9, C3 - шунтирование резисторов R5, R8, R9, R3 по переменному току,
C5, C8 - разделительные емкости,
C6, L - колебательный контур, настроенный на частоту первой гармоники коллекторного тока,
C11 - замыкание высокочастотной составляющей напряжения ИП на корпус.
Найдем ток коллектора в точке покоя
Iк0 = 1.5Iн = 9 мА
Определим напряжение Uкэ0 в точке покоя
Uкэ0 = 0.4 ÷ 0.5E = 6 В
По выходной вольтамперной характеристике транзистора КТ 624А-2 определяем ток покоя базы Iб0.
Iб0 = 0.2 мА
Рассчитаем коэффициент усиления по току β
β = Iк0/Iб0 = 45
Определим потенциал эмиттера Uэ
Uэ = 0.2 ÷ 0.3E = 3 В
Определим ток эмиттера в точке покоя Iэ0
Iэ0 = Iк0 + Iб0 = 9.2 мА
Определим сопротивление в цепи эмиттера R9
R9 = Uэ/Iэ0 = 326 Ом
Выбираем стандартный резистор МЛТ 390 0.125 мВт (МЛТ - тип резистора, 390 - номинал резистора, 0.125 - максимальная мощность рассеивания).
Определяем падение напряжения на коллекторном резисторе R8.
UR8 = E - Uэ - Uкэ0 = 3 В
Найдем сопротивление R8
R8 = UR8/Iк0 = 333 Ом
Подбираем стандартный резистор МЛТ 390 0.125 мВт
Определим ток, протекающий в цепи базового делителя транзистора VT2, исходя из условия:
Iд = 10·Iб0 = 2 мА
Находим напряжение Uбэ0 в точке покоя по входной вольтамперной характеристике
Uбэ0 = 0.38 В
Перейдем к расчету делителя в цепи базы транзистора VT2
Рассчитаем резистор R6
R6 = (Uэ+Uбэ0)/Iд = 1.7 кОм
Выберем стандартный резистор МЛТ 1.6 к 0.125 мВт
Произведем расчет R7
R7 = (E - (Uэ + Uбэ))/(Iд + Iб0) = 3.91 кОм
Выберем стандартный резистор МЛТ 3.9к 0.125 мВт
Рассчитаем шунтирующие конденсаторы С7, С9
С9 = 5/π·fн·R9 = 16 нФ
Выбираем стандартный конденсатор КМ-5 22 нФ, где КМ5 - тип конденсатора, 22 нФ - номинальная емкость.
С7 = 5/π·fн·R8 = 0.79 нФ
Выбираем стандартный конденсатор КМ-5 910 пФ
Рассчитаем емкость разделительного конденсатора С8, при расчете будем исходить из того, что сопротивление разделительной емкости на заданных частотах равно 1 Ом.
С8 = 1/π·fн = 53 нФ
Выбираем стандартный конденсатор КМ-5 56 нФ.
Рассчитаем колебательный контур в цепи коллектора транзистора VT2. Добротность данного контура будет определяться как:
Q = 0.159·Rэкв/fн·L2
где Rэкв - эквивалентное сопротивление параллельно соединенных Rн и Rкэ, где Rкэ - сопротивление коллектор-эмиттер.
Добротность данного контура, практически измеренная, лежит в пределах 50÷200.
Определим
Rкэ = h11эUнт/βUвхм = 130 Ом
Определим
L2 = 18.4 нГн
Определим емкость контура C6
C6 = 2.54/fн2·L2 = 68.2 нФ
Выбираем стандартный конденсатор КМ-5 68 нФ
Do'stlaringiz bilan baham: |
