Электрический расчет автогенератора. Средний коэффициент усиления по току. Граничная частота транзистора. Крутизна переходной характеристики транзистора с учетом коррекции

4 Электрический расчет автогениратора

Возбудитель обеспечивает возбуждение передатчика на заданной или рабочей частоте.

За счет использования кварцевой стабилизации достигается очень высокая стабильность частоты порядка .

На выходе возбудителя нам необходимо получить:

Основное назначение ЧМАГ это получение частотно - модулированного колебания с постоянной амплитудой, но с изменяющейся частотой – основным информационным параметром. В свою очередь ЧМАГ состоит из автогенератора и частотного модулятора.

Автогенератор состоит из источника питания, колебательной системы и цепи обратной связи. В настоящее время все генераторы в возбудителях выполняются с использованием транзисторов в качестве усилительных элементов по схеме емкостной либо индуктивной трехточки.

Невысокие рабочие напряжения транзисторов (по сравнению с лампами) определяют малые рассеиваемые мощности на колебательной системе и потребляемые мощности от источника питания, что повышает их надежность и долговечность, а также высокую стабильность.

Для создания высокостабильных автогенераторов необходимо использовать элементы колебательной системы (емкости и индуктивности) с  малыми относительными изменениями их параметров,  то есть элементы с малыми температурными коэффициентами. Частотный модулятор выполнен на варикапе, выступающего в качестве управляющего элемента, управляющего частотой колебаний. Формирование ЧМ осуществляется прямым методом.

Исходными данными для расчета ЧМАГ являются:

-номинальное значение девиации частоты при 100% модуляции

-частота генерации

4.1 Электрический расчет автогенератора

В основе проектируемого ЧМАГ лежит схема Клаппа, представленная на рисунке 4.1

Схема представляет собой транзисторный автогенератор с емкостной обратной связью. Емкость С3 необходима для развязки по постоянному току цепей питания и смещения. Элементы L1, C1, C2, C3 образуют резонатор. Цепочка Rкор и Скор – корректирующая. Rсм – сопротивление автосмещения. Cсв – обеспечивает оптимальное сопротивление нагрузки на выходных электродах транзистора и препятствует прохождению в нагрузку постоянного тока источника питания.

Разработку ЧМАГ начнем с проектирования автогенератора.

Выберем тип транзистора, используемого в автогенераторе, серии КТ336А со следующими параметрами:

-iкдоп = 20 мА

-Uкб0доп = 20В

-Рдоп = 50 мВт

-h21э = 10-100; (примем для расчета h21э=20)

-Uбдоп = 3 В

-Uкэнас = 0,8

-f гр = 80 МГц

-Ск = 5 пФ

-Сэ = 4 пФ

- = 120пс

- =0,6 В

- Uкдоп = 15 В

Средний коэффициент усиления по току В= 50

1) Рассчитаем граничные частоты работы автогенератора  и :

;                                                                                                          (4.1)

;                                                                                                          (4.2)

- граничная частота транзистора

Тогда активная часть коллекторной емкости определится:

;                                                                                                             (4.3)

Сопротивление потерь в базе определится:

;                                                                                                           (4.4)

 

2) Рассчитаем корректирующую цепочку:

;                                                                            (4.5)

Сопротивление и емкость (элементы коррекции) в цепи эмиттера определятся:

;                                                                                                     (4.6)

                                                                                                      (4.7)

;                                                                                                         (4.8)

Принимаем =10 Ом в соответствии со стандартным рядом сопротивлений.

Крутизна переходной характеристики транзистора с учетом коррекции определится:

=0,1 А/В;                                                                                                    (4.9)

3) Рассчитаем основные параметры генератора: 

Выбираем =;                                                           (4.10)

;                                                                                                       (4.11)

(для автогенераторов)

Оптимальный угол отсечки .

где: - коэффициенты разложения косинусоидального импульса.

Определим амплитуду первой гармоники коллекторного тока:

;                                                                                                             (4.12)

Тогда амплитуда постоянной составляющей тока коллектора определится:

;                                                                                                            (4.13)

Амплитуда первой гармоники напряжения на базе определится:

;                                                                                            (4.14)

Амплитуда первой гармоники напряжения на коллекторе транзистора с коррекцией определится:

;                                                                                                                  (4.15)