Автоматизированный расчет автогенератора

ДЛЯ РАСЧЕТА АВТОГЕНЕРАТОРА НЕОБХОДИМО ВВЕСТИ СЛЕДУЩИЕ ПАРАМЕТРЫ

Частота возбуждения

f_г=1500

кГц

ТЕПЕРЬ НЕОБХОДИМО ВЫБРАТЬ ТРАНЗИСТОР, ИСХОДЯ ИЗ УСЛОВИЯ

f_T³60f_г³90 МГц

Граничная частота транзистора

f_Т=120

МГц

ВВЕДИТЕ СЛЕДУЮЩИЕ ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТРАНЗИСТОРА, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАСЧЕТАХ

Максимально допустимое напряжение на коллекторе

U_кmax=15

В

Максимально допустимый ток коллектора

I_кmax=0.030

А

Максимально допустимая мощность на коллекторе

P_кmax=0.225

Вт

ВВЕДИТЕ СЛЕДУЮЩИЕ ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТРАНЗИСТОРА, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАСЧЕТАХ

Статический коэффициент усиления по току

b₀=50

Напряжение отсечки

E`=0.4

В

Постоянная времени обратной связи коллектора

t_оск=10

пс

Емкость коллекторного перехода

C_к=5

пФ

ЗАДАЙТЕСЬ ВЫСОТОЙ ИМПУЛЬСА КОЛЛЕКТОРНОГО ТОКА, ИСХОДЯ ИЗ УСЛОВИЯ

I_кm≤(0.2...0.4)I_кmax

I_кm≤0.006...0.012 А

I_кm=0.012 А

ЗАДАЙТЕСЬ НАПРЯЖЕНИЕМ ПИТАНИЯ КОЛЛЕКТОРНОЙ ЦЕПИ, ИСХОДЯ ИЗ УСЛОВИЯ

Е_к≤(0.2...0.5)U_кmax

Е_к≤3...7.5 В

Е_к=3 В

ЗАДАЙТЕ ПАРАМЕТР РЕГЕНЕРАЦИИ, ИСХОДЯ ИЗ УСЛОВИЯ

П_р=2

ВЫРАЗИВ g₁(q), МОЖНО НАЙТИ УГОЛ ОТСЕЧКИ q

Для нахождения угла отсечки по известному значению g₁(q) используйте таблицу значений [X;Y]

q=90 гр.

АМЛИТУДА ПЕРВОЙ ГАРМОНИКИ КОЛЛЕКТОРНОГО ТОКА

I_к=a₁I_кm

I_к=0.5∙0.012

I_к=0.006 А

АМПЛИТУДА ПОСТОЯННОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ КОЛЛЕКТОРНОГО ТОКА

I_к0=a₀I_кm

I_к0=0.318∙0.012

I_к0=0.00381 А

ВХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ РАССЧИТЫВАЕТСЯ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ

r_вх=690.678 Ом

КРУТИЗНА КОЛЛЕКТОРНОГО ТОКА

S₀=b₀/r_вх=0.07239 А/В

АМПЛИТУДА КОЛЛЕКТОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

ЭКВИВАЛЕНТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ НАГРУЗКИ

R_эн=U_к/I_к=353.153 Ом

РАСЧЕТ K_i, K_u, K_p

КОЭФФИЦИЕНТ ПЕРЕДАЧИ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ

K=(R_эн∙S₀∙g₁(q))^-1=0.078

НЕОБХОДИМО, ЧТОБЫ ВЫПОЛНЯЛОСЬ УСЛОВИЕ

АМЛИТУДА ВОЗБУЖДЕНИЯ

U_б=K∙U_к=0.166 В

МОЩНОСТЬ ПЕРВОЙ ГАРМОНИКИ НА КОЛЛЕКТОРЕ

РАССЕИВАЕМАЯ МОЩНОСТЬ НА КОЛЛЕКТОРЕ

P_крас=E_к∙I_к0-P_к=0.005 Вт

! Необходимо, чтобы выполнялось условие: P_крас≤P_кmax=0.225 Вт

РАСЧЕТ РЕЗОНАНСНОЙ СИСТЕМЫ

Зададимся ненагруженной добротностью Q=100...150=125

и коэффициентом, определяющим нагруженную добротность Q_н=k∙Q, где k=0.80...0.95=0.875

РАСЧЕТ РЕЗОНАНСНОЙ СИСТЕМЫ

Нагруженная добротность Q_н=109

G_Т=K²/r_вх=8.840e-8 См

G_эн=R_эн^-1=0.0028 См

РАСЧЕТ РЕЗОНАНСНОЙ СИСТЕМЫ

Определяем сопротивление нагрузки:

РАСЧЕТ РЕЗОНАНСНОЙ СИСТЕМЫ

Определяем вспомогательную величину:

r`=Q_н/(K²∙R_эн)=50.664

РАСЧЕТ РЕЗОНАНСНОЙ СИСТЕМЫ

Реактивное сопротивление базовой цепи определяется из условия:

X₂³(1+1/K)(1/r`)=0.272 Ом              X₂=1 Ом

X₂ должно быть << r_вх=690 Ом

Если X₂=(1+1/K)(1/r`), то С₃ в этом случае равно нулю!

РАСЧЕТ РЕЗОНАНСНОЙ СИСТЕМЫ

r=r`∙X₂=50.664 Ом            L=r/(2∙p∙f_г)=5.375 мкГн

С₂=1/(X_2∙2∙p∙f_г)=106103 пФ         C₁=K∙C₂=8291 пФ

РАСЧЕТ РЕЗОНАНСНОЙ СИСТЕМЫ

C₃=1/(X₃∙2∙p∙f_г)=2878 пФ

РАСЧЕТ C_р, L_бл, С_бл

X_Lбл=(50...100)R_эн=75R_эн=26516 Ом

X_Сбл=X_Lбл/(50...100)= X_Lбл/75=353 Ом

X_Ср=R_эн/(50...100)= R_эн/75=4.714 Ом

РАСЧЕТ C_р, L_бл, С_бл

L_бл= X_Lбл/(2∙p∙f)=2813 мкГн

С_бл=1/( X_Сбл∙2∙p∙f)=300 нФ

С_р=1/( X_Ср∙2∙p∙f)=22507 нФ

РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СМЕЩЕНИЯ

Напряжение смещения:

E_c=E`-U_бcosq=0.4 В

ЭМИТТЕРНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

R_э=(30...40)/S₀=30/S₀=414 Ом

ПОСТОЯННЫЙ ТОК БАЗЫ И ЭМИТТЕРА

I_б0=I_к0/b₀=0.000076 А

I_э0=I_б0+I_к0=0.003896 А

ТОК ДЕЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ В ЦЕПИ БАЗЫ

I_бдел=(5...10)I_б0=10I_б0=0.000764 А

НАПРЯЖЕНИЕ ПИТАНИЯ АВТОГЕНЕРАТОРА

E_п=E_к+I_э0∙R_э=3.031 В

РАСЧЕТ ДЕЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ В ЦЕПИ БАЗЫ

R_бS=R₁+R₂=E_п/I_бдел=3968 Ом

РАСЧЕТ ДЕЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ В ЦЕПИ БАЗЫ

Сопротивление R_S нужно выбрать из условия:

g₁(q)=345 ≤ R_S ≤ 20720=b₀∙R_э

R_S=10000 Ом

РАСЧЕТ ДЕЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ В ЦЕПИ БАЗЫ

РАСЧЕТ ДЕЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ В ЦЕПИ БАЗЫ

R₁=R_бS-R₂=331 Ом

РАСЧЕТ ДЕЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ В ЦЕПИ БАЗЫ

РАСЧЕТ ПОСТОЯННОЙ ВРЕМЕНИ ЦЕПИ ЭМИТТЕРА

Постоянную времени t_э нужно выбрать из условия:

1/(2∙p∙f)=106 нс ≤ t_э ≤ 23210 нс = 2Q_н/(2∙p∙f)

t_э=11000 нс

ЕМКОСТЬ В ЭМИТТЕРЕ С_э

С_э=t_э/R_э=26.544 нФ