Расчет АГ с кварцевой стабилизацией на основной частоте кварца

Выбор схемы автогенератора. Для возбуждения кварцевого резонатора на основной частоте используют схемы, приведенные на рис. 1.2.

Наиболее часто используются схема с кварцем между коллектором и базой (рис. 1.2, а). Это простейший вариант кварцевого автогенератора на основной гармонике. Схемы с кварцем в цепи положительной (рис. 1.2, б) и отрицательной обратной связи (рис. 1.2, в), а также в контуре (рис. 1.2, г) используют для возбуждения кварцевого резонатора, как на основной частоте, так и на механических гармониках. В последнем случае контур C₁-C₂-C₃-L₁ настраивают на частоту выбранной гармоники. В остальном, расчет автогенератора на основной гармонике аналогичен приведенному ниже более сложному расчету АГ на механических гармониках, из которого следует исключить определение собственной частоты контура АГ и проверку отсутствия возбуждения на нижних гармониках.

 

 

Рисунок 1.2 типы схем кварцевого резонатора; а - кварц между коллектором и базой; б, в - кварц в цепи положительной, отрицательной обратной связи; г - кварц в контуре автогенератора.

Рисунок 2.2.1 Схема автогенератора с кварцевым резонатором между коллектором и базой

Автогенератор с КР между коллектором и базой. Автогенератор (рис. 1.2.1) представляет собой ёмкостную трехточку, которая образована транзистором, кварцевым резонатором, выполняющим роль индуктивности, и ёмкостями С₂ и С₃. Сопротивление R₁, R₂, R₃ обеспечивают внешнее и автоматическое смещение для транзистора. Ёмкость С₁ служит для блокировки R3 на рабочем частоте, что исключает отрицательную обратную связь. Индуктивность L_к включена для того, чтобы не зашунтировать трехточку через источник питания Е_к.

1. Расчет по постоянному току. Задаём постоянную коллекторного тока I_к0, напряжение между коллектором и эмиттером Е_кэ и напряжение на эмиттере Е_э исходя из рекомендаций, в которых мА, В и В.

Сопротивление автосмещения в эмиттере в эмиттерной цепи .

Напряжение источника питания .

Ток базы , где – коэффициент передачи тока транзистора.

Задаём ток делителя напряжения цепи фиксированного смещения: .

Сопротивление делителя напряжения .

Напряжения смещения на базе транзистора .

Сопротивления: .

2. Расчет по переменному току.

Крутизна транзистора , где (τ _к – постоянная времени цепи обратной связи; С_к - ёмкость коллекторного перехода) – высокочастотное сопротивление базы; –сопротивление эмиттероного перехода.

Задаем коэффициент регенерации и определяем управляющее сопротивление .

Задаём коэффициент обратной связи автогенератора и вычисляем реактивное сопротивление ёмкости С₃/Х₃= , где - сопротивление кварцевого резонатора; - ёмкость кварцевого резонатора; - добротность кварцевого резонатора.

Ёмкости: .

Блокировочная ёмкость .

Блокировочная индуктивность .

Если не выполняется условие R₁*R₂/( R₁+R₂)≥ (20…30)* Х₂, то необходима индуктивность L_к.

3. Энергетический расчет автогенератора.

Коэффициент Берга ɤ ₁ =1/G_р, через него определяем коэффициент α ₀ и α ₁.

Амплитуда импульса коллекторного тока I_кт = i_r0/α ₀(θ ).

Проверяем условие I_км > I_{км доп}.

Амплитуда первой гармоники коллекторного тока I_к1 ­= α ₁(θ )I_км.

Амплитуда напряжения на базе транзистора U_бт = I_к1R_у.

Модуль коэффициента обратной связи │ К_ос │ = Х₂/ Х²₃ + r²_кв.

Амплитуда напряжения на коллекторе U_км = U_бт │ К_ос │.

Мощность, потребляемая от источника коллекторной цепи, Р₀ = I_к0 * Е_кэ.

Мощность, рассеиваемая кварцевым резонатором, Р_кв =0, 5*( U_бт/ Х₂)² _* r_кв.

Проверяем условие Р_кв< Р_{кв доп}, где Р_{кв доп} – допустимая мощность рассеиваемая на кварцевом резонаторе.

Мощность Р_к = Р₀ - Р_кв.

Проверяем условие Р_к < Р_{к доп}, где Р_{к доп} –допустимая мощность, рассеиваемая транзистором.

Допустимое сопротивление нагрузки R_{н доп} ≥ 5*U²_кт /Р_кв.

Из условии, что будет потребляемая мощность Р_н =0, 1Р_кв , найдем КПД автогенератора η = P_н/Р₀.

Пример. Рассчитать АГ с КР между коллектором и базой на основной гармонике на частоте 3125 кГц.

Параметры КР С_кв = 1*10^-15 Ф, Q_кв = 2*10⁶, Р_{кв доп} = 100 мВт.

Используем следующее усредненные характеристики транзистора:

Обратный ток коллектора при U_кб =10 В, мкА…………...............................................1

Обратный ток эмиттера при U_эб = 5 В, мкА…………………………………................30

Выходное сопротивление h_11б, Ом……………………………………………………...40

Коэффициент передачи тока h_21э ………………………………………………...50…350

Выходная полная проводимость h_22б, мкСм……………………..................................0, 3

Режим изменения h-параметров:

напряжение коллектора U_к , В………………………………………………………….10

 

Таблица 1.2

Схема	Максимальная рабочая частота, МГц	Мощность в нагрузке, мВт
КР между коллектором и базой КР в контуре КР в цепи положительной ОС КР в цепи отрицательной ОС	150…200 150…200 150…200	0, 1…0, 3 0, 1…0, 3 1…2 1…2

 

ток коллектора I_k, мА……………………………………………………………………………1

Граничная частота коэффициента передачи f_rp, МГц……………………………………….250

Ёмкость коллекторного перехода С_к, пФ……………………………………………………….7

Постоянная времени обратной цепи r_к, пс…………………………………………………...300

Максимально допустимые параметры:

Постоянное напряжение коллектор - эмиттер U_{кэ max}, В……………………………………..15

Постоянный ток коллектора I_k, мА…………………………………………………………...100 Рассеиваемая мощность без теплоотвода P_max, мВт………………………………..................150

Диапазон рабочих температур, º С…………………………………………………….+100…-55

1. Расчет по постоянному току. Задаем пoстoянную составляющую коллекторного тока I_k0, напряжение между коллектором и эмиттером Е_кэ и напряжение на эмиттере Е_э исходя из рекомендаций, в которых I_k0 = 3…10 мА, Е_кэ =3…10 В и Е_э = 2…3 В: I_k0 = 5 мА, Е_кэ = 7 В и Е_э = 2 В.

Тогда R₃ = 400 ом (выбираем стандартное значение R₃ 430 Ом); E_к = 9 В, I_б0= 50 мкА

I_дел = 500 мА, R_дел = 18 кОм, Е_Б = 2, 7 В, R₁ = 54 кОм, R₂ = 12, 6 кОм (выбираем стандартное R₁ =5, 6 кОм, R₂ = 12 кОм).

2. Расчет по переменному току. Определяем следующие величины: r’_б = 71.43 oм, r_э= 5.2 Ом, S= 169 мА/В.

Задаваясь коэффициентом регенерации J_r = 5, определяем R_у = 29, 6 Ом.

Установив К_ос =1, получаем X₃= 27, 5 ом при r_кв = 25, 5 Oм.

Находим С₂ = С₃ = 1.85 нФ их стандартные значения С₂ =С₃=2 нФ.

Определяем значение элементов блокировочной цепи: С₁= 196 нФ (стандартное значение С₁=220 нФ; L_к= 28 мкГн).

3.Энергетический расчет автогенератора. Определяем следующие величины: ᵞ ₁=0.2; θ = 60º ; ᵞ ₀= 0, 11; α ₀=0, 21; α ₁= 0.4; I_kм = 23, 8 мА (проверка: 23, 8 мА < 100 мА) I_к1= 9.5 мА,

U_бт=0.282 В, , U_кт=0.386 В, Р₀=35 мВт, К_в = 1, 34 мВт.

Проверяемые условия выполняются, так как 1, 34 мBт > 100 МВт, 33, 66 мВт > 150 мВт.

Тогда R_{н доп}= 556 Ом, P_н = 0, 134 мВт, .

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. E) Воспитание сознательного отношения, склонности к труду как основной жизненной потребности путем включения личности в активную трудовую деятельность.
2. I. Философия как мировоззрение, основной круг проблем
3. Больной поступил в инфекционное отделение с подозрением на холеру. Какой основной метод исследования необходимо использовать для подтверждения диагноза?
4. Влияние приемов основной обработки почвы на засоренность посевов ячменя.
5. Влияние приемов основной обработки почвы на элементы
6. Выбор основной магистрали подающего трубопровода системы горячего водоснабжения
7. Выявление и характеристика основной тенденции развития
8. Глава 2. ОСНОВНОЙ ЭНДОДОНТИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТАРИЙ
9. Государство как основной элемент политической системы общества
10. Движение капитала. Основной и оборотный капитал.
11. Ее основной мотивацией была любовь
12. Если говорить о предпринимательстве как о деятельности, то, прежде всего, следует отметить, что основной формой организации предпринимательства является предприятие.