Расчет автогенератора с кварцевой стабилизацией частоты

Расчёт автогенератора с кварцевой стабилизацией частоты аналогичен расчету обычного трёхточечного генератора и приводится ниже.

Рисунок 4.1 – Принципиальная схема кварцевого автогенератора на биполярном транзисторе

Расчёт автогенератора производим на рабочую частоту . Выбираем транзистор малой мощности KT331. Параметры выбранного транзистора KT331:

           

Рассчитываем граничные частоты:

,   

.                                                 

Активная часть коллекторной ёмкости:

.       

Сопротивление потерь на базе:

.

Рассчитываем корректирующую цепочку:

,                                   

,                                    

,                                                                    

Из стандартного ряда выбираем сопротивление  Ом, а ёмкость :

.                                      

Принимаем  в соответствии со стандартным рядом емкостей.

Крутизна переходной характеристики транзистора с учётом коррекции:

.                                                                              

Расчёт электрического режима транзистора.

Выбираем

,                                                            

,

.                                                                                                                          

Тогда получим следующие значения коэффициентов:

,  , .                                                                                                           

Рассчитаем режим работы АЭ.

1. Постоянная составляющая тока коллектора:

.                                                              

2. Первая гармоника коллекторного тока:

,                                                                                                                    

                                                                        

3. Сопротивление коллектора:

                               

4. Мощность на 1-ой гармонике:

                                         

5. Мощность по постоянному току:

                                                 

6. Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора:

                                                  

Проверяем, не превышает ли мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора максимально допустимую мощность согласно техническим данным транзистора:

                                                                                       

как видим, данное условие выполняется.

7. Рассчитываем коэффициент полезного действия каскада:

                                                                                    

8. Напряжение смещения рассчитывается исходя из условия:

                                          

                                                                                                                                                    

Расчёт резонатора

Для расчёта резонатора выбираем кварц РК456-МДУ, параметры которого:

Циклическая частота колебаний равна:

                                       

Известно, что максимальное по модулю значение мнимой части проводимости кварцевого резонатора вблизи частоты последовательного резонанса равно . Если проводимость , то пластина теряет резонансные свойства и эквивалентна некоторой ёмкости. Чтобы пластина сохраняла резонансные свойства и обеспечивала достаточно высокую стабильность частоты, необходимо выполнение условия , где  называют параметром качества. На практике ограничимся условием , которое и проверяем:

                                        

Резонансное сопротивление:

                                                          

Зададимся:

                                                                    

                                         

                                                                          

                                                                               

                                                                                                                                                             

                                                             

Расчёт цепи смещения

                                                                                                                                                                                  

Расчёт фильтров питания

                                                                                                    

                                                            

Выбираем следующие номиналы элементов:

R1 – SMD 0603-0.25-5.1 кОм ±5%,

R2 - SMD 0603-0,25-950 Ом ±5%,

Rбл - SMD 0603-0,25-365 Ом ±5%,

Rкор - SMD 0603-0.25-75 Ом ±5%,

С1 – SMD 0603-400 пФ±0.25пФ,

С2 – SMD 0603-380 пФ±0.25пФ,

Скор – SMD 0603-36 пФ±0.25пФ,

Сбл – SMD 0603-36 нФ±0.25пФ,