3.2 Расчет по переменному току
Элементы частотозадающей цепи КГ рассчитываем, начиная с определения управляющего сопротивления
,
где
- реактивные сопротивления
соответствующих емкостных
элементов колебательной системы и
паразитных ёмкостей активного элемента.
Учитывая, что
и
,
то при приблизительных расчетах
можно не учитывать;
-
суммарное сопротивление потерь в цепи
кварцевого резонатора, которое
ориентировочно можно считать равным
его динамическому параметру
.
Возьмем кварцевый резонатор HC-49U,
у которого
=25
Ом, С0=9пФ.
Находим реактивное сопротивление
по формуле
=53Ом,
где S=35мА/В – крутизна статической характеристики;
=0,5
- коэффициент разложения первой гармоники
косинусоидального импульса, характеризующий
запас по возбуждению КГ;
=0,5
- коэффициент обратной связи. Зная х1,
находим х2
по формуле
=26,5Ом,
По найденным значениям х1 и х2 находим соответствующие значения емкостей конденсаторов С1 и С2:
=300
пФ,
=150
пФ,
Определим амплитуду переменного напряжения на базе транзистора
0,2В,
где
- коэффициент разложения косинусоидального
импульса;
-
постоянная составляющая коллекторного
тока при установившемся режиме
Амплитуда переменного напряжения на эмиттере равна
=0,4В,
Определяем мощность, потребляемую от источника коллекторной цепью
=8мВт,
Мощность, рассеиваемая кварцевым резонатором
=0,2мВт,
Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора
=7,8мВт,
Если исходить из условия, что потребляемая внешней нагрузкой (
)
кварцевого генератора мощность будет
составлять
,
то можно оценить допустимую величину
этого сопротивления
=4кОм,
В заключении расчета, завершим составление принципиальной схемы КГ. Так как частота автогенератора определяется полным реактивным сопротивлением КГ, которое, в свою очередь, определяется не только конденсаторами С1 и С2, но и входной (Свх) и выходной (Свых) емкостями транзистора, то эта частота будет отличаться от частоты последовательного резонанса кварцевого резонатора.
Для того, чтобы частота КГ была равна частоте последовательного резонанса резонатора, необходимо последовательно с резонатором включить катушку индуктивности. Обычно катушка индуктивности выполняется подстраиваемой, поэтому одновременно она служит корректором частоты. На рис. 3 изображен вариант построения корректора частоты КГ.
Рис. 3
Данная корректирующая цепь (рис. 3.) включается вместо кварцевого резонатора ПЭ1 параллельно резистору R1 (рис. 2.)
Далее определим номинальные значения элементов корректирующей цепи:
Сопротивление резистора Rш, служащего для устранения возникновения колебаний, не контролируемых резонатором, через емкость С0, определяем по формуле
=1,2кОм,
Рекомендуемая величина емкости разделительного конденсатора
,
Величину корректирующей индуктивности определяем по формуле
=1,2
мкГн.
где
- круговая частота КГ.