rkvgener4 (558018), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Выбираем КР на частоту/=/ и выписываем его справочные параметры fкв, rкв, С0, Qкв, Pквдоп. Определяем t0 = 2p fкв С0 rкв. Рекомендуется выбрать КР с меньшим значением t0.
Дополнительно задаем в соответствии с рекомендациями (4.1), (4.4), (4.7) мощность рассеяния на КР Ркв < Ркв доп, ток Iкм, напряжение Uк0, угол отсечки q, ненагруженную добротность Qнен и КПД коллекторного контура hк. Находим из табл. 4.2 коэффициентыa0(q), a1(q), g1(q), g0(q).
Расчет ведем в следующем порядке.
Аппроксимированные параметры транзистора (4.9):
Параметры режима работы транзистора.
Постоянная составляющая и амплитуда первой гармоники коллекторного тока, постоянная составляющая тока базы:
Амплитуда напряжения возбуждения (4.23) и напряжение смещения на базе (4.25):
Сопротивление делителя:
Мощности: рассеиваемые в сопротивлении rд в элементах контура и колебательная в цепи коллектора (4.27):
Мощности: подведенная к транзистору от источника питания и рассеиваемая на транзисторе:
Проверяем условие: Р рас < Ррас доп.
Амплитуда коллекторного напряжения Uк1 » 2Р1 / Iк1 (предполагаем, что соs jн =1, далее это уточняется).
Амплитуда коллекторного напряжения в граничном режиме:
Для получения недонапряженного режима должно быть:
Иначе — следует уменьшить Iкм, Рн или q.
Модуль коэффициента обратной связи и резонансное сопротивление контура:
Параметры элементов контура.
Предварительно найдем коэффициент, определяемый как
Рекомендуется брать М= 1,02... 2 [9].
Сопротивление емкости С^ и плеча контура между коллектором и базой Х2:
Обобщенная расстройка частоты колебаний f = fкв в относительно собственной частоты контура f0 при условии близости f к f0:
d определяется из соотношения
Собственная частота контура
Сопротивление емкости С1 и индуктивности L3 :
Сопротивление емкости С3
Элементы контура L3, С1 , С2 , C3:
Уточняем
Если cos jн > 0,8, то можно считать, что расчет выполнен с достаточной для практики точностью. Если нет, то следует проделать расчет с учетом cos jн.
Проверка выполнения условий невозможности возбуждения колебаний паразитных (ПК) и низших гармоник (НГ) (4.8). Для этого используем соотношения:
Возможность колебаний возникает, если g1(q)пк и g1(q)нг близки к g1(q) на рабочей гармонике КР. В формулах
кнг , Х2нг — коэффициент те и сопротивление емкости С2 рассчитанные на частоте ближайшей низшей гармоники.
Параметры элементов цепи питания и смещения (см. разд. 4.2.А).
4.5. Автогенератор с КР в цепи отрицательной обратной связи
Схема АГ показана на рис. 3.9. КР включен в цепь эмиттера последовательно с коллекторным контуром. АГ может обеспечить мощность в нагрузке Рн==(1... 5)Ркв. В схеме принципиально возможно возбуждение паразитных колебаний на частоте fпк за счет статической емкости КР С0 и частот механических гармоник КР ниже выбранной fнг. Частота колебаний в АГ f близка или равна частоте последовательного резонанса КР на выбранной гармонике f кв , т.е. f » fкв и обобщенная расстройка (2.9) n»0. На частоте fкв полное сопротивление КР Zкв = Pкв+jXкв » rкв(1-jt0) (2.12)
При расчете предполагается, что транзистор АГ выбран ближе к условию fгр ³ 10 f для уменьшения в нем инерционных явлений и его проводимости не оказывают заметного шунтирующего влияния на колебательный контур (4.12). Ток через КР приблизительно равен первой гармонике коллекторного тока АГ Iкв » Iк1, а мощность, рассеиваемая на нем Ркв » 0,5Iк1 rкв.
Исходные данные для расчета: мощность в нагрузке Рн , частота колебаний f.
Выбираем транзистор ближе к условию (4.2) и выписываем его параметры: fгр, rб, h21э,U', Uкн (или Uкэдоп), 1 км доп, Pрасдоп, Uэбдоп.
Выбираем КР с меньшим значением произведения rквС0 и выписываем его параметры fкв, rкв, С0, Qкв, Pкв доп
Находимt0 = 2pfкв С0 rкв
Дополнительно задаем мощность, рассеиваемую на КР Ркв (4.1), значения напряжения Uк0 (4.4) и угла отсечки q (4.7), ненагруженную добротность контура Q нен (от 50 до 100), КПД контура hк < 0,5. Из табл. 4.2 выписываем коэффициенты a0(q), a1(q), g1(q), g0(p-q).
Расчет ведем в следующем порядке.
Максимальное значение импульса коллекторного тока.
Для этого вначале находим ток через КР , где R кв » rкв . Затем приравняем его к амплитуде первой гармоники коллекторного тока, I кв = I к1 , и наконец рассчитаем ток
Делаем проверку: Iкм < I км доп . При невьшолнении условия следует сменить транзистор.
Аппроксимированные параметры транзистора:
Параметры элементов контура.
Предварительно находим обобщенную расстройку частоты колебаний f » fкв относительно частоты контура f0 d и управляющее сопротивление АГ Rу (4.15) при коротком замыкании КР:
Rкв » rкв , Xкв » -rкв t0
Резонансное сопротивление контура
Коэффициент трансформации
Рекомендуется к » 0,3... 1,5 для получения меньшей нестабильности частоты [9]. При к 1,5 — выходная, что увеличивает нестабильность частоты.
Индуктивность L3.
Задав характеристическое сопротивление контура р в пределах 50...500 Ом, получим L3 = r/wкв
Полное сопротивление потерь в контуре с учетом нагрузки
r = r/Q,
где Q = Qнен (1-hк)
Сопротивление ветвей контура (см. рис. 3.1, е):
Емкости контура:
Проверка условия невозможности возбуждения:
паразитных колебаний (ПК)
отсутствия генерации низших гармоник (НГ)
при этом частота низшей гармоники fквнг » fкв / n (n - номер рабочей механической гармоники КР), rквнг выбирают из справочных данных или примерно = 10 ... 100 Ом.
Для проверки отсутствия генерации НГ вычислим R у нг и dнг используя соотношения:
Рассчитаем сопротивления:
Для оценки потерь в контуре rнг принимаем Qнг » 100, hк = 0 (т.к. мощность в нагрузке отсутствует). Тогда Подставив полученные значения R у нг и dнг в формулы для проверки условия отсутствия НГ, делаем вывод о возможности возникновения колебаний на НГ.
Параметры режима работы транзистора. .
Постоянная составляющая и амплитуда первой гармоники коллекторного тока, постоянная составляющая базового тока:
Мощности: колебательная, потребляемая от источника питания и рассеиваемая на транзисторе
Проверяем условие P рас £ P рас доп.
Амплитуда напряжения возбуждения (4.23) и напряжение смещения на базе (4.25):
Заметим, что напряжение между коллектором и эмиттером
где Uкв=Iкв Zкв, Uкон - напряжение на контуре. В результате Uкон к1 Можно принять [15]:
Uкон = (0,2... 0,6)Uк0
Параметры элементов цепей питания и смещения — см. разд. 4.2.Б.