Произведём расчёт генератора, управляемого напряжением – автогенератора, исходя из следующих условий:
· диапазон рабочих частот | f = 22,5...23,75 МГц; |
· колебательная мощность в нагрузке | PH = 5 мВт; |
· фактор регенерации | G = 5; |
· электронный КПД автогенератора | h = 0,5; |
· КПД контура автогенератора | hK = 0,3; |
· добротность ненагруженного контура | Q = 150; |
· характеристическое сопротивление контура | r = 300. |
Для построения автогенератора выберем транзистор КТ340Б с параметрами:
b = 100; | fТ = 800 МГц; |
СК = 3.7 пФ; | tК = 0,04 нс; |
IК МАХ = 50 мА; | РК ДОП = 150 мВт; |
UКЭ ДОП = 20 В. |
Проверим, можно ли пренебречь инерционностью этого транзистора в данных условиях. Для этого необходимо выполнение условия:
(3.1)
где f – частота генерируемых колебаний, fS – граничная частота транзистора по крутизне.
Зададимся следующими величинами: постоянная составляющая тока коллектора IК0 = 8 мА, ЕК = 0,5 UКЭ ДОП = 10 В.
Граничная частота транзистора по крутизне определяется выражением:
|
|
(3.2)
где распределённое сопротивление базы rБ, в свою очередь определяется:
(3.3)
а крутизна статической проходной характеристики S0:
(3.4)
температурный потенциал перехода jТ:
(3.5)
Подставляя значения величин в (3.3), (3.4), (3.5) и (3.2), получаем:
fS = 128,4 МГц,
что составляет 0,160 от f. Таким образом, транзистор в данном случае можно считать безынерционным устройством.
Рассчитаем угол отсечки импульса коллекторного тока через его коэффициент разложения:
(3.6)
Получаем величину угла отсечки q = 60,5о. Первая гармоника коллекторного тока равна
(3.7)
а величина напряжения на коллекторной нагрузке автогенератора:
(3.8)
Сопротивление коллекторной нагрузки:
(3.9)
Чтобы обеспечить недонапряжённый режим работы автогенератора, зададим величину коэффициента использования напряжения питания:
x = 0.29.
При этом величина напряжения коллекторного питания составит:
(3.10)
Соответственно, мощность, подводимая к автогенератору равна:
(3.11)
Мощность, рассеиваемая на коллекторе, составляет:
(3.12)
|
|
что не превышает допустимого значения (РК ДОП = 150 мВт).
Рассчитаем значение коэффициента обратной связи:
(3.13)
Напряжение обратной связи:
(3.14)
Величина входного сопротивления автогенератора:
(3.15)
Постоянная составляющая тока базы:
(3.16)
Величина напряжения смещения на базе:
(3.17)
где Е'Б – величина напряжения отсечки, равная 0,7 В.