Исходными данными для расчета:
рабочая частота f=51.333 МГц,
мощность в нагрузке РН=0.4 мВт.
Приняв частоту fкв=f, выбираем КР желательно с меньшим значением rкв*Со и выписываем его справочные параметры:
Тип резонатора | Частота fКВ,Мгц | Сопротивление rКВ,Ом | Статическая емкость СО, пФ | ДобротностьQКВ | Допустимая мощность рассеяния РКВ_ДОП, мВт |
РВ-59 | 51.667 | 40 | 1.25 | 1 |
Колебательная мощность генератора с КР невелика, поэтому АГ будем выполнять на маломощном транзисторе КТ306Б, с граничной частотой
. Его параметрами:Тип транзистора | Структуратранзистора | |||||||||
КТ306Б | 500 | 40 | 40 | 0,6 | 7 | 4 | 0,03 | 0,15 | 1.5 | n-p-n |
Для расчета выбираем схему частотно модулируемого автогенератора с кварцем, включенным в контур:
Схема с КР в контуре удобна тем, что возбуждение может происходить как на основной частоте, так и на механических гармониках. Так же схема позволяет включить в колебательный контур варикап, для осуществления прямой частотной модуляции.
1. Вычислим нормированную статическую емкость КР:
2. Коэффициенты разложения косинусоидального импульса при угле отсечки θ=60 градусов:
, , , ,3. Режим автогенератора выбираем недонапряженным для уменьшения тока во входной цепи:
, возьмем4. Сопротивление резистора R и коэффициент m:
5. Определим мощности, рассеиваемые на кварце и отдаваемая транзистором:
возьмем
6. Параметр
удовлетворяет рекомендованному значению а ≤ 0.25.
7. Максимальное значение импульсного коллекторного тока:
где
Условие
выполняется.8. Рассчитаем аппроксимированные параметры транзистора:
- крутизна по переходу,
- сопротивление рекомбинации, - крутизна, - граничная частота по крутизне, - нормированная частота по , - модуль крутизны на частоте ,а5.2 Расчет параметров колебательной системы АГ
Рассчитываем параметры колебательной системы АГ (при условии самофазирования):
1) Сопротивление ветвей контура:
2) Ёмкости контура:
3) Эквивалентное реактивное сопротивление КР с учетом резистора R:
Тогда сопротивление плеча контура между коллектором и базой:
4) Оценим индуктивность:
для этого возьмем характеристическое сопротивление
Из условия
найдем :5.3 Расчет параметров режима работы транзистора
Параметры режима работы транзистора:
1) Постоянная составляющая и первая гармоника коллекторного тока:
2) Постоянная составляющая тока базы:
3) Амплитуда напряжения возбуждения:
Модуль коэффициента обратной связи:
4) Амплитуда коллекторного напряжения:
5) Напряжение смещения на базе:
6) Мощности, потребляемая в цепи коллектора, колебательная и рассеиваемая транзистором:
5.4 Расчет параметров элементов цепи питания и смещения
Параметры цепи элементов питания и смещения:
1) Выбираем значения сопротивлений Rэ и Rб из соотношений:
и2) Напряжение источников коллекторного питания:
3) Начальное напряжение смещения:
4) Сопротивление делителя в цепи питания базы:
Ток делителя выбирается из соотношения
5) Мощность источника питания:
КПД цепи коллектора:
КПД АГ:
5.5 Расчет варикапа
Для осуществления частотной модуляции в АГ будем использовать варикап КВ109В с параметрами:
Тип варикапаа | Q | |||
КВ109В | 1.9-3.1 | 25 | 50 | 160 |
Так как он обладает высокой добротностью на рабочей частоте.
Возьмем показатель
, зависящий от технологии изготовления варикапа. Для максимального изменения емкости варикапа величину целесообразно принимать из соотношения :