Расчет автогенератора с кварцевым
Резонатором
Требования к ОКГ
Автогенератор — это прибор, преобразующий энергию источников питания в энергию высокочастотных колебаний без внешнего возбуждения. Автогенераторы являются первичными источниками колебаний, амплитуда и частота которых определяются только собственными параметрами схемы и должны в очень малой степени зависеть от внешних условий. В составе автогенератора обязательно должны быть генераторный прибор и колебательная система. Генераторный прибор управляет подачей порций энергии источников питания в колебательную систему для поддержания в ней колебаний постоянной амплитуды. Колебательная же система используется для задания частоты колебаний, обычно близкой к одной из ее собственных частот.
В многокаскадных передатчиках основные требования предъявляются к стабильности частоты автогенератора, мощность же и КПД (так как, как правило, мощности автогенераторов очень малы, то даже достаточно большой процент мощности, выделяемый в виде тепла на генераторном приборе, не может вывести генераторный прибор из строя) автогенератора не являются критичными параметрами.
Обеспечить основное требование — высокую стабильность частоты, автогенератор может лишь в случае, если его колебательная система будет обладать высокой эталонностью и добротностью.
Опорный кварцевый генератор необходимо рассчитать, использую схему автогенератора с кварцевым резонатором в цепи обратной связи (рис. 5.). За основу берётся емкостная трехточечная схема, позволяющая получить наибольшую стабильность частоты. Отличительной особенностью схем данной группы является то, что КвР в них используется как высокодобротный последовательный колебательный контур. В такой схеме принципиально возможно возбуждение колебаний нестабилизированных кварцевым резонатором за счет шунтирующего действия емкости кварцедержателя C0. Для подавления таких колебаний резонатор шунтируется индуктивностью L0 [4].
Учитывая, что максимальная стабильность частоты автогенератора может быть получена только в том случае, когда частота генерации совпадает с частотой последовательного резонанса кварцевого резонатора, выберем кварцевый резонатор с частотой fкв = f г = fОКГ = 5 МГц.
Рис. 5. Принципиальная схема кварцевого автогенератора
Расчет автогенератора
Выбор транзистора
Параметры транзистора ГТ330: fт = 1000 МГц, Sгр = 0,06 А/В, b0 = 75, Eб0 = 0,25 В, Cк = 2 пФ, rб = 30 Ом, Uк. доп. = 13 В, Uэ-б доп = 1,5 В, iк. доп. = 0,02 А, Pк. доп. = 0,5 мВт.
Параметры кварцевого резонатора: fкв= 5 МГц, Rкв = 28,7 Ом, Qкв = 88 000, C0 = 4,6 пФ.
Задаемся мощностью, рассеиваемой КвР, Pкв= 0,20 мВт.
С целью обеспечения высокой стабильности амплитуды колебаний, угол отсечки коллекторного тока в стационарном режиме выберем равный 800. Ему соответствуют следующие значения коэффициентов Берга: a0=0,286 и a1=0,472.
Расчет параметров транзистора
Определим максимально возможную амплитуду импульса коллекторного тока транзистора:
А
Задаемся значением ikm = 5 мА и определяем S0, S1.0 и S1:
Первая гармоника коллекторного тока:
Амплитуда первой гармоники напряжения на базе транзистора:
