Автогенератор с буферным каскадом (стр. 3 из 3)
Rк- сопротивление нагрузки транзистора.
P1 = 0.5IK1UK1= 0,5 × 6,3 мА × 0,32 В = 1,01 мВт ;
Po = IK0UK0=3,5 мА × 4,5 В=15,75 мВт
Ppac= Po-P1= 15,75 - 1,01 = 14,74 мВт < P доп = 15 мВт
Р1,Р0,Ррас - колебательная, потребляемая и рассеиваемая в транзисторе мощности.
h = P1/Po = 0,064 = 6,4%- электронный КПД;
Есм = Uост -Ukб1cosq = 0,6 - 0,32×0,5 = 0,44 В,
где Uотс - напряжение отсечки на переходной ВАХ транзистора.
÷Есм-Uкб1÷ < 3 В;
e = Uk1/Uk0 »0,07; eгр=1-[ikmax/(SгрUk0)] = 0,82 ,
где e- напряжённость режима, eгр- напряжённость граничного режима
e < 0,5eгр - условие получения недонапряжённого режима при относительно слабой зависимости барьерной ёмкости Ск от Uк для увеличения стабильности частоты.
На частоте 1,5 МГц оптимальным значением индуктивности контура будет L=10 мкГн с добротностью 125. Считаем, что Q0 »QL, так как потери в индуктивности намного больше потерь в ёмкости. Вычислим параметры элементов резонатора.
r =wрL= 6,28 ×1,5×10 = 94,2 (Ом)
Сå=1/w2рL=1/(4×1,52×108)=1,11 (нФ);
Rр= rQ0 = 94,2 ×125=11775 (Ом);
= 0,0042462СI2=Cå/р=1,11 Ф/0.0042462 = 26 нФ;
С1 = СI2 / kос =25 нФ;
С3 = (1/Сå-1/С1-1/СI2)-1=(1/1,11 - 1/25 - 1/25)-1= 1,21 пФ;
Где Сå-суммарная ёмкость контура; р - коэффициент включения контура в выходную цепь транзистора; Rр- резонансное сопротивление контура при его полном включении; r- характеристическое сопротивление.
Чтобы сопротивление нагрузки RIН, пересчитанное к выходным электродам транзистора, не снижало заметно добротности контура, примем RIН » 3Rk» 150 Ом. Добротность последовательной цепочки СсвRн
Отсюда ёмкость связи Ссв=1/wRНQ= 20,7 пФ
СIСВ = ССВ/(1+1/Q2) = 20,7 пФ/(1+1/0,8464) = 45,15 пФ;
C2=CI2-CIСВ = 1300 пФ – 45,15 пФ = 1254,85 пФ
Проверка:
-условие должно выполняться для исключения шунтирования сопротивлениями R1,R2 колебательный контур.
Rсм =3Rист/В= 125 Ом
R1 = RистЕПИТ /Uб = 1668×9 /1.027=15 кОм
R2 = R1Uб /(ЕП -Uб) = 15 кОм ×1.027 /(9 - 1.027 )=1.93 кОм
СБЛ 2 = 10 /wрRСМ=1350 пФ
RБЛ = 5RК = 250 Ом.
Выбираем 1/wрСБЛ 1 = 1 Ом, тогда СБЛ 1 = 20 нФ
СБЛ,RБЛ- блокировочные элементы. Сопротивление ёмкости СБЛ на wр должно быть по возможности малым, много меньше внутреннего сопротивления источника питания.
В схеме используется транзистор ГТ308А, параметры которого следующие:
предельная частота fT= 120МГц
коэффициент усиления по току b0=40, db=0.4,
сопротивление базы rб=50 Ом,
СЭ=22 пФ,
мощность рассеяния РКД = 0.1 Вт (при Т = 70о),
напряжение uКБ = 28 В,
напряжение uЭБ = 3 В,
iКД= 120 мА,
Uбэ0= 0,45 В.
Iэ0 = 5×10-4 А,
Iб = 10-3 А.
По второму закону Кирхгофа: E = Riб0+ Rн+ Uбэ0.Uбэ0 = 0,45 В. Iэ0 = 10-4 А. При нагрузке Rн = 1кОм последними двумя составляющими в уравнении можно пренебречь. Тогда R = E/Iб0 = 9/(120×10-6) = 75кОм. Разделительная ёмкость на входе ЭП рассчитывается исходя из того, что на самой низкой частоте сопротивление 1/(wCp) должно быть меньше входного сопротивления RВХ. Практически достаточно такого условия: 1/(wCp)£ 0,1 RВХ.
В процессе выполнения были освоены основные этапы проектирования каналообразующих устройств в системах автоматики телемеханики и связи на железнодорожном транспорте. Также были повышены навыки по схемотехническому расчету и электронным устройствам.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Петров Б.Е., Романюк В.А. Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах.- М.: Высш. школа, 1989.
2. Устройства генерирования и формирования радиосигналов: Учебник для ВУЗов /под ред. Уткина.- М.: Радио и связь, 1994.
3. Радиосвязь на железнодорожном транспорте: Учебник для ВУЗов/под ред. П.Н. Рамлау М.: Транспорт, 1983.
4. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник для ВУЗов, М.: Радио и связь, 1986.
5. Бодиловский В.Г. Полупроводниковые приборы в устройствах автоматики телемеханики и связи, М:. Транспорт, 1985.
6. Грановская Р.А. Расчет каскадов радиопередающих устройств, М.: Издательство МАИ, 1993
7. Справочник по полупроводниковым транзисторам, М.: Связь, 1981.