Изучение основных принципов работы и свойств генераторов гармонических колебаний

Коэффициенты частичного подключения контура в цепь коллектора и базы предварительно можно принять одинаковыми Р=0,1. Тогда емкость конденсаторов С1 и С2 можно рассчитать по формуле

С1=С2=С/Р.

Конденсатор С3 определяется на основании известного соотношения для емкости последовательно соединенных конденсаторов

1/C=1/C1+1/C2+1/C3.

2.1.2.2. Расчет вспомогательных элементов питания выполняется исходя из распределения напряжения источника питания между транзистором Uэк, сопротивлением Rbl, через которое подается питание на транзистор, и сопротивлением смещения Rsm. Согласно второму закону Кирхгофа 

Еп=Ubl+Uэк+Usm.

Если принять, что напряжение смещения составляет 15% от Еп, получим

Rsm=0,15Eп/I0.

Оставшееся напряжение можно поровну поделить между транзистором и сопротивлением Rbl. Тогда

Rbl=0,425Еп/I0.

Сопротивления R1 и R2 являются делителем напряжения питания, понижающим его до напряжения смещения на базе транзистора Uбсм.

Uбсм=Usm+Uбо

Здесь Uбо напряжение отпирания транзистора, определяемое по вольтамперной характеристике транзистора. Для кремниевых транзисторов с достаточной для данного расчета точностью можно приближенно принять Uбо=0,75В, а для германиевых – Uбо= 0,25В. Пакет Electronics Workbench по умолчанию использует кремниевый транзистор. Используя известное выражение для резистивного делителя, получим первое условие для расчета R1 и R2.

Usm+Uбо=Еп*R2/(R1+R2)

Так как уравнение одно, а неизвестных два, обычно в приближенных расчетах накладывают дополнительное ограничение на величину выходного сопротивления делителя Rid, рассчитывая его согласно выражению

Rid=R1*R2/(R1+R2)=Bmin*Rsm/3.

Здесь Bmin – минимальное значение коэффициента усиления транзистора по постоянному току. Берется из справочника по транзисторам.

Используя это ограничение как второе уравнение системы, самостоятельно вывести формулы для расчета R1 и R2.

2.2. Для исследования параметров режима самовозбуждения измерение характеристик резонансного усилителя и цепи обратной связи должно производится при достаточно малой амплитуде колебаний, при которой еще не происходит уменьшение усиления вследствие отсечки или ограничения. Наиболее просто реализовать это можно, если разорвать петлю обратной связи и подать на вход усилителя колебания резонансной частоты от внешнего генератора с амплитудой 5-10мВ. Некоторая неточность измерения функции передачи цепи обратной связи, обусловленная изменением шунтирования контура входом усилителя, может быть скомпенсирована, если к контуру присоединить эквивалентную нагрузку. В качестве такой нагрузки можно использовать дополнительный каскад аналогичный усилителю, используемому в автогенераторе, например как на приведенной ниже схеме.

На этой схеме удален провод между колебательным контуром и делителем напряжения смещения R1,R2, а вместо автоколебаний с контура на вход усилителя поданы гармонические колебания от генератора. Для имитации шунтирующего влияния входа усилителя к контуру подключен вход дополнительного усилительного каскада, изображенного справа от схемы автогенератора. Схема этого каскада получена путем копирования схемы автогенератора в системный буфер с помощью выделения мышью и последующей вставки из него на рабочее поле пакета