Расчёт элементов колебательного контура

Элементы колебательного контура автогенератора рассчитываются так, чтобы обеспечить найденные ранее сопротивление нагрузки автогенератора R_Kи коэффициент обратной связи К.

Нагруженная добротность колебательного контура автогенератора определяется выражением:

(3.18)

Тогда коэффициент включения колебательного контура в коллекторную цепь равен:

(3.19)

Рассчитаем значения реактивных сопротивлений элементов колебательного контура, включённых между коллектором и эмиттером, между базой и эмиттером и соответствующих этим сопротивлениям ёмкостей:

(3.20)

(3.21)

Значение ёмкости С₃ колебательного контура:

(3.22)

Из номинального ряда выберем С₁ = 270 пФ, С₂ = 3,83 пФ.

Найдём значение индуктивности колебательного контура:

(3.23)

Коэффициент включения нагрузки в контур автогенератора определяется формулой:

(3.24)

Подставляя числовые значения величин, получаем значение р_Н = 0,049.

Расчёт цепи смещения транзистора

Цепь автоматического смещения транзистора предназначена для поддержания транзистора в открытом состоянии при отсутствии колебаний. После самовозбуждения автогенератора напряжение смещения автоматически должно принять значение, которое соответствует режиму с рассчитанным ранее углом отсечки.

Величина сопротивления R₁ определяется соотношением: НАЧ

(3.25)

Подставляя в (3.25) значения входящих величин, получаем R₁ = 54,1 кОм. Выбираем и ряда номинальных значений R₁ = 53 кОм.

Проверим невозможность прерывистой генерации. Для этого необходимо выполнение следующего условия:

(3.26)

Подставляя в (3.26) числовые значения, делаем вывод, что прерывистая генерация отсутствует:

1,48•10^-5 < 1,015•10^-4.

Выбор варикапов

Для осуществления в автогенераторе частотной модуляции необходимо параллельно С₃ включить варикап VD2. На этот же варикап подадим управляющее напряжение от ФАПЧ. Для осуществления перестройки частоты в рабочем диапазоне включим в контур автогенератора варикап VD1.

Значения девиации и перестройки частоты автогенератора с учётом умножения частоты в 8 раз будут составлять:

Величина обратного напряжения в зависимости от коэффициента нелинейных искажений по второй гармонике К₂_F определяется выражением:

(3.27)

где U_{В МОЛ} – напряжение на варикапе в режиме молчания. Принимая
К₂_F = 0,05, а U_{ОБР МОЛ} = 4 В, получаем:

U_W = 0,627 В.

Рассчитаем коэффициент включения VD1. Выберем из [ 4 ] варикап Д902, ёмкость которого С_{В НОМ} = 600 пФ при U_ОБР = 4 В. Т.к.
U_{ОБР МОЛ} = 4 В, ёмкость в режиме молчания С_{В НОМ} = С_{В МОЛ} = 600 пФ.

Изменение ёмкости VD2 под действием модулирующего напряжения U_W = 0,627 В составляет:

(3.28)

DС_В = 36,4 пФ.

Коэффициент включения VD2 в контур автогенератора:

(3.29)

Подставляя в (3.29) числовые значения, получаем:

р₂ = 0,379.

Аналогично рассчитаем коэффициент включения варикапа VD1. Выбирая варикап 2В105Б, ёмкость которого С_{В НОМ} = 600 пФ при
U_ОБР = 4 В, получаем:

DС_В = 0,364 пФ.

р₂ = 0,076.

Рассчитаем цепи смещения варикапов. Значения максимальных обратных токов для них составляют: I_{ОБР 1} = 20 мкА, I_{ОБР 2} = 10 мкА. Значения токов через делители, которые устанавливают на варикапах смещения, должны значительно превосходить максимальные значения обратных токов. Пусть:

I_Д1 = 5 I_{ОБР 1}, I_Д2 = 5 I_{ОБР 2}.

Тогда сопротивления R₃ и R₆ равны:

Из номинального ряда выбираем R₃ = 82 кОм, R₆ = 39 кОм. Значения сопротивлений R₄ и R₅:

Из номинального ряда выбираем R₄ = 160 кОм, R₅ = 75 кОм.

Для того, чтобы произвести включение варикапов в контур с заданными коэффициентами включения пересчитаем значение ёмкости С₃, которая при неполном включении варикапа VD2 разделяется на две – С₃' и C₃''.

Значение реактивного сопротивления индуктивности при подключении VD1:

(3.30)