Курс лекций по дисциплине “Методы и устройства формирования радиосигналов” (Лекции 1-34. Назначение дисциплины. Радиосигнал и его характеристики. Основные этапы развития радиотехники. Паразитные излучения в формирователях. Электромагнитная совместимость в формирователях), страница 31

1) ;              7) ;

2) ;            8) ;

3) ;            9) ;

4) ;                         10) ;

5) ;                          11) ;

6) ;                   12) .

Здесь приняты следующие обозначения  - постоянная составляющая коллекторного тока;  - максимальное значение импульса коллекторного тока;  - амплитуда первой гармоники напряжения на базе скорректированного транзистора;  - эквивалентное сопротивление колебательной системы в точках подключения электродов К,  скорректированного транзистора;  - колебательная, потребляемая и рассеиваемая в транзисторе мощности;  - электродный КПД транзистора;  - напряжение отсечки коллекторного тока на переходной статической ВАХ транзистора;  - напряженность режима;  - напряженность граничного режима;  - крутизна линии граничных режимов на выходных статических ВАХ транзисторов.

После выбора транзистора и расчета корректирующей цепочки становятся известными следующие параметры: , ,  (для маломощных транзисторов ). Таким образом в 12 уравнениях остаются 16 неизвестных. Для однозначного расчета следует ввести еще 4 условия. Для того, чтобы мгновенное напряжение на коллекторе  и коллекторный ток  не превышали допустимые значения  и , выбираем напряжение  и высоту импульса коллекторного тока  следующим образом:

;   .

Существенное значение для создания высокостабильного автогенератора имеет правильный выбор коэффициента обратной связи:

;

Величина  отражает относительное шунтирующее влияние на резонатор со стороны входной и выходной цепи транзистора. При малых значениях  (т. е. относительно больших ) в большой степени проявляется нелинейная емкость коллекторного перехода , при больших  (больших ) возрастает влияние входной проводимости транзистора. Анализ показывает, что наибольшая стабильность частоты в транзисторных автогенераторах при , именно такое значение  выбирается обычно в задающих автогенераторах на биполярных транзисторах.

Остается возможность выбора еще одной величины. Обычно считают заранее известным угол отсечки . При выборе  необходимо учесть условия существования стационарного режима и возбуждения. Для того, чтобы был достаточный запас по самовозбуждению обычно выбирают  в пределах 0.2-0.3, при этом .

При расчете электронного режима транзистора необходимо выполнение следующих условий:

1) , где  - допустимая мощность рассеяния в транзисторе;

2) , где  - максимальное допустимое напряжение на базе транзистора;

3)  - условие получения недонапряженного режима при относительно слабой зависимости барьерной емкости коллекторного перехода   от напряжения .

Частота колебаний в автогенераторе равна резонансной частоте этого контура:

Контур подключен выходным электродом транзистора не полностью. Применяя понятие коэффициента включения контура:

, где  - комплексная амплитуда первой гармоники напряжения на контуре (на L), запишем:

, где  - резонансное сопротивление контура при его полном включении,  - сопротивление контура в точке ,

.

Так как , а , то .

, где  - характеристическое сопротивление.

 - добротность нагруженного контура.

Для увеличения стабильности частоты целесообразно применять ослабленную связь контура с нагрузкой.

 - добротность ненагруженного контура. , где  - суммарные потери в индуктивной и емкостной ветвях контура. Ориентировочно можно применять:

, где  - потери в индуктивности;  - добротность индуктивности.

Итак, именно следующую систему уравнений для расчета элементов колебательной системы:

1) ;                              5) ;

2) ;                             6) ;

3) ;                        7) ;

4) .

 и  известны из расчетов электронного режима. Таким образом имеется 9 неизвестных. Выберем две величины: L и ее добротность. Для увеличения стабильности стремятся к выбору больших L, однако увеличивается , поэтому существуют различные компромиссы.

          (1);                           (2);

Учитывая, что  и ;

                                       (3)

В стационарном режиме колебаний напряжение смещения, определяемое выражением (3), должно равняться значению, полученному из расчета электронного режима: