3. Форму напряжения на выходном  электроде АЭ в соответствии  с выбранным режимом работы. Для  генераторов, работающих  в критическом  и недонапряженном режимах для обеспечения гармонического напряжения на выходном электроде активного элемента ЦС должна начинаться с емкости C₁, значение которой выбирается

     2p f (С₁+С_ВЫХ)R_Н>2..4                                  

     где С_вых - выходная емкость АЭ; f - рабочая частота. Наличие C₁ обеспечивает замыкание высших гармоник выходного тока АЭ.

     4. Малые потери в элементах ЦС, которые характеризуются коэффициентом  полезного действия (КПД) ЦС 

     h_ЦС=P_П/P₁

     где Р_П и Р₁ - мощности, рассеиваемые на активных составляющих сопротивлении потребителя R_П и нагрузки АЭ

     5. Возможность перестройки и регулировки  параметров ДС при смене рабочей  частоты или изменения параметров  ДС или АЭ.

     Узкополосные  цепи согласования обеспечивают коэффициент  перекрытия по частоте, принимаемый как отношение верхней и нижней рабочих частот, К_f =f_a/f_Н не более 1,2. Они одновременное с фильтрацией высших гармоник выполняют и трансформацию сопротивлений.

     Простейшие  из них выполняются в виде Г-цепей  и П-цепей

     Расчетные соотношения для  определения  основных параметров Г-образной  ЦС следующие:

       
 
 
 
 
 

     Для  П-образной ЦС следующие:

       
 
 
 

       
 
 
 

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 ┌──────────^^^^──┐      ┌───────^^^^────────────^^^^────┐

 │      │    L3   │      │     L1        │     L2        │

│ │ R1 === C1    │ │ R2 │ │ R1          === C3          │  │ R2

│ │     │        │ │    │ │              │              │ │

 │      │         │      │               │               │

 └────────────────┘      └───────────────────────────────┘

Схема 1                                 Схема 2

 ┌──────────^^^^─────────┐      ┌───────────────││───────┐

 │      │    L3   │      │      │       │      C3        │

│ │ R1 === C1    === C2 │ │ R2 │ │ R1   > L1            │ │ R2

│ │     │         │     │ │   │ │      >               │ │

 │      │         │      │      │       │                │

 └───────────────────────┘      └────────────────────────┘

Схема 3                                 Схема 4

 ┌──────││─────────^^^^──┐      ┌─────────^^^^──^^^^─││────────┐

 │     C1  │         L2  │      │        │ L3" L3'  C3   │     │

│ │ R1    === C3        │ │ R2 │  │ R1   ===             === C2│ │ R2

│ │        │            │ │    │ │       │  C1           │    │ │

 │         │             │      │        │               │     │

 └───────────────────────┘      └──────────────────────────────┘

Схема 5                                 Схема 6 

Схема 1 ( Г-цепь)

    R_H>R_П

Схема 3 ( П-цепь)

 

  R_H>R₀<R_П       R_H><R_П

Схема 6 ( П-цепь)

 

                R_H>R₀<R_П       R_H><R_П 

    7. Расчет кварцего генератора.

 

      Исходными данными являются частота колебаний f_кв, номер гармоники кварца n, сопротивление потерь r_кв = 50 Ом, емкость кварцедержателя C₀ = 5 пФ, добротность резонатора Q_кв = 10⁵, сопротивление потребителя R_п = 400 Ом, угол отсечки коллекторного тока θ = 60^о.

РАСЧЕТ  ПАРАМЕТРОВ ТРАНЗИСТОРА

1. Крутизна по переходу:
2. Нормированная частота: , где f_кв – частота последовательного резонанса для n-ой гармоники.
3. Модуль крутизны транзистора на уровне 0,707 от S:

   

4. Комплексная крутизна транзистора по току первой гармоники:

   

5. Модуль  комплексной крутизны S_1f:

   

    7.1. Расчет параметров  кварцевого резонатора

1. Емкость кварца:
2. Разнос частот параллельного и последовательного резонанса:
3. Постоянная времени кварцевого резонатора:

    7.2. Растет колебательного контура автогенератора

1. Коэффициент связи с потребителем

где Р_п–мощность на входе следущего каскада(потребителе); Р_кв–мощность рассеиваемая в кварцевом резонаторе; Р_к–мощность потерь в элементах контура автогенератора (Р_к<<Р_кв)

2. Параметр емкостной трехточки автогенератора принимаем k = C₁/C₂ = 0,3

   где C₁ и C₂–емкости трехточки

3. Емкость
4. Емкость C₂ = C₁/k
5. Реактивные сопротивления в схеме трехточки

6. Сопротивление потерь кварцевого резонатора

   

7. Реактивное  сопротивление кварца X_кв = -(X₁ + X₂) – Ω_sR_кв(1 + a)
8. Сопротивление потерь колебательного контура автогенератора R = R_кв
9. Индуктивное реактивное сопротивление в схеме трехточки X₃ = -(X₁ + X₂) – Ω_sR_кв(1 + a)
10. Обобщенная расстройка кварцевого резонатора

   

   где Q_кв–добротность кварцевого резонатора; f_г–частота автогенератора, рассчитывается как

   

11. Отклонение  частоты генерации относительно частоты кварца
12. При работе кварца на гармонике вместо емкости C₁ включается параллельный колебательный контур L₁, C₁’. Для третьей гармоники C₁’ = 2C₁. Дополнительная емкость ΔC и индуктивность L₁ соответственно равны ΔC = C₁; L1=1/[(2πf_кв)²ΔC]
13. Управляющее сопротивление в схеме трехточки

   

14. Проверка  выполнения уравнения стационарного  режима S_1fZ_y = 1

Re(S_1fZ_y) = 1; Im(S_1fZ_y) = 0

15. Коэффициент обратной связи автогенератора

   

16. Сопротивления контура автогенератора(нагрузка транзистора) Z_n = Z_y / k_ос
17. Фазовый аргумент нагрузки

   

18. Расчет  связи с потребителем:

Сопротивление ненагруженного контура генератора

Сопротивление емкостной связи

Сопротивление связи с учетом потребителя X’_св = X_св – X_п

где X_п = –1/2πf_квC_п

    7.3. Расчет электрического режима автогенератора

1. Мощность  поступающая в потребитель P_п = aP_кв где P_кв – мощность выделяемая в кварцевом резонаторе; а – коэффициент связи контура автогенератора с потребителем
2. Мощность поступающая в контур автогенератора

   P₁ = P_кв + P_п

3. Ток протекающий через кварцевый резонатор

   

4. Амплитуда колебаний на входе транзистора

   U_кв = I_кв(–X₂)

5. Первая гармоника тока коллектора

   I_k1 = |S_1j| U_вх

6. Амплитуда колебаний на нагрузке генератора

   

7. Амплитуда импульса тока коллектора I_мак = I_k1 / α₁
8. Постоянная составляющая тока коллектора I_k0 = I_мак α₀
9. Постоянная составляющая тока базы I_б0 = I_k0 / H₂₁
10. Напряжение смещения

   

11. Выбираем  сопротивление в цепи эмиттера R_э = 300 Ом, сопротивление в цепи базы R_б=15(–X₂)
12. Напряжение источника питания E_п = E_к + (I_k0 + I_б0)R_э
13. Напряжение смещения с учетом сопротивлений R_э и R_б

E_см = E’_см + (I_k0 + I_б0)R_э +I_б0P

14. Ток через делитель из сопротивлений R₁ и R₂ выбираем I = 5 I_б0
15. Находим величины сопротивлений R₁ и R₂

R₁ = (E_см – E’_см) / I; R₂ = E’_см / (I – I_б0)

16. Потребляемая генератором мощность и КПД

P₀ = I_k0E_п;  η = P₁ / P₀ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    8. Расчеты.

    8.1. Расчет ТУК2.

 

Программа для расчета gww.exe

Pнагр = 6E+0000 / 0.8 = 7,5E+0000 Вт 

             ПАРАМЕТРЫ ТРАНЗИСТОРА    2t934b

+-----------------------------------------------------+

¦F,МГц ¦ 353      ¦ P,Вт ¦ 10       ¦ oe/ob¦ oe       ¦

+------+----------+------+----------+------+----------¦

¦Ft,МГц¦ 1000     ¦ H21  ¦ 75.0     ¦Skr,См¦ 0.33     ¦

+------+----------+------+----------+------+----------¦

¦ Ek,В  ¦ 28.0    ¦ Es,В ¦ 0.7     ¦ Kp  ¦   ----   ¦

+------+----------+------+----------+------+----------¦

¦Ukd,В  ¦   60     ¦ Ub,В ¦  4.0     ¦Ik0m,А¦ 1.00     ¦

+------+----------+------+----------+------+----------¦

¦ Rpk  ¦ 8.80     ¦ Tp,Гр¦  160     ¦ Tk,Гр¦   40     ¦

+------+----------+------+----------+------+----------¦