Выбор схем радиопередатчиков и определение их основных параметров. Расчет усилителей мощности. Расчет умножителей частоты. Расчет модуляторов, страница 26

2.                Применение низкодобротной входной цепи (). В этом случае входной контур теряет фильтрующие свойства и форма колебаний входного тока становится негармонической. Негармоническим оказывается и заряд на варакторе. В его спектре появляются промежуточные гармоники даже при отсутствии ненагруженных резонаторов. Этот метод требует других подходов к расчету параметров и характеристик УЧ, так как в этом случае нарушен основной постулат о гармонической форме заряда на варакторе.

Глава   12

Расчет автогенераторов

12.1. Расчет транзисторного LC-автогенератора

Расчет режима работы транзистора в автогенераторе. Расчет проводим для электрической схемы транзисторного АГ, приведенной на рис. 3.13.  Расчет режима включает [8, 18, 19]:

•  выбор транзистора,

•  определение параметров корректирующей цепочки,

•  расчет режима транзистора и цепей смещения и питания, колебательной системы и внешних цепей АГ,

•  оценку стабильности колебаний.

Постановка задачи и цель расчета АГ, общие рекомендации по выбору угла отсечки импульсов коллекторного тока и коэффициента обратной связи для проведения расчета приведены в ч. 1.

Для увеличения стабильности частоты выбирают транзистор малой мощности, граничная частота которого должна быть больше заданной рабочей частоты, т.е. , при этом фазовый сдвиг между и устраняется с помощью корректирующих цепей. Транзистор должен быть малошумящим. О транзисторе необходимо знать (кроме энергетических характеристик): граничные частоты и ; барьерные емкости эмиттерного С_э и коллекторного С_к переходов; постоянную времени t_oc.

Элементы корректирующей цепи рассчитываем по формулам:

;     ,

где , — сопротивления, корректирующие частотные свойства транзистора в открытом и закрытом состояниях.

Дальнейший расчет проводим в следующей последовательности1)  ;

2)  ;

3)  ;

4)  ;

5)  ;

6)  .

Здесь  — постоянная времени цепи внутренней обратной связи транзистора.

При выполнении расчетов необходимо выполнение условия если оно не выполняется, то меняют тип транзистора.

После выбора транзистора и расчета корректирующей цепи становятся известными , и (для маломощных транзисторов  = 10...30 мА/В).

В основу расчета режима транзистора положено условие: при работе транзистора в режимах АВ, В, С и использовании корректирующих цепей коллекторный ток   имеет форму косинусоидальных импульсов с углом отсечки θ. Поэтому расчет режима работы проводится по стандартным методикам с использованием коэффициентов разложения Фурье.

Для однозначности дальнейшего расчета вводим еще четыре условия:   , , ,  (предельное значение).

Запишем основные уравнения и порядок расчета:

1)  ;

2)  ;

3)  ;

4)  ;

5)  ;

6)  ;

7)  ;

8)  ;

9)  ;

10)       (проверка:  );

11)  ;

12)             (проверка: ).

Здесь приняты те же обозначения, что и в методиках расчета УМ. Неравенство - условие получения недонапряженного режима при относительно слабой зависимости барьерной емкости коллекторного перехода С_к от напряжения и_к, что необходимо для увеличения стабильности частоты. Зависимость между , и_у и особенности выбора напряжения смещения в АГ показаны на рис. 3.12.

Расчет внешних цепей транзистора в АГ. Колебательная система АГ состоит из контура . Частота автоколебаний равна резонансной частоте системы , где , ,  — эквивалентная емкость связи с нагрузкой, полученная при пересчете последовательной цепочки  в параллельную .Контур подключен к выходным электродам транзистора не полностью, причем , где — сопротивление контура в точках К и Э^к на резонансной частоте; — коэффициент включения контура в выходную цепь транзистора;  — комплексная амплитуда первой гармоники напряжения на контуре (на индуктивности L); R_p— резонансное сопротивление контура при его полном включении.

Так как , , to. Тогда ,; , , где — добротность индуктивности, — потери в индуктивности.

Итоговая система уравнений и порядок расчета следующие:

1.  ;

2.  ;

3.  ;

4.  ;

5.  ;