3. Расчет задающего генератора
Осцилляторные схемы автогенераторов с кварцевой стабилизацией находят широкое применение на практике. Они представляют собой автоколебательные системы, в которых кварцевый резонатор в виде индуктивного сопротивления включается между коллектором и базой транзистора (емкостная трехточка) либо между эмиттером и базой (индуктивная трехточка). Более высокой стабильностью отличается емкостная трехточка (рис.3.1). В этом разделе курсовой работы осуществляется расчет такого генератора в системе Mathcad. Расчет производим согласно методике, изложенной в [10].
Рис. 3.1. Принципиальная схема задающего генератора
3.1. Расчет кварцевого резонатора
Отечественной промышленностью выпускаются генераторные вакуумные и герметизированные кварцевые резонаторы различных срезов в широком диапазоне частот в разном конструктивном исполнении.
Кварцевый резонатор выбирается на заданную частоту (fкв = fзад) и из условия обеспечения минимальной температурной нестабильности частоты.
Если промышленностью не выпускается кварцевый резонатор на частоту fзад, необходимо произвести расчет пьезоэлемента.
По назначению кварцевые резонаторы делятся на генерараторные и фильтровые. Конструктивно они выполняются одинаково и различаются требованиями к электрическим параметрам. Так, для генераторных кварцевых резонаторов обычно задаются требования на следующие параметры: рабочую частоту, ее нестабильность, добротность или сопротивление потерь.
В процессе расчета определяют: тип резонанса (последовательный или параллельный), номер гармоники, тип среза и вид колебаний, форму и размеры пластины, эквивалентную емкость С1кв , статическую емкость C0кв , эквивалентную индуктивность L1кв , эквивалентное сопротивление R1кв , добротность резонатора Qкв , емкостной коэффициент r= C0кв / С1кв , выбирают вариант конструктивного оформления резонатора.
Согласно рекомендациям [10] выбираем параллельный резонанс на первой гармонике, тип среза AT, ориентацию среза yxl/+350, вид колебаний – сдвиг по толщине; пластина прямоугольной формы. В системе Mathcad находим:
3.2. Выбор режима транзистора
При расчете структурной схемы было решено использовать в задающем генераторе транзистор КТ315Б при напряжении питания 10 В и ориентировочной выходной мощности генератора 10 мВт. При этом были учтены рекомендации [10]. Руководствуясь этими же рекомендациями используя справочные данные [12] определяем:
3.3. Расчет управляющего сопротивления
Управляющее сопротивление автогенератора Rупр представляет собой произведение сопротивления нагрузки на коэффициент обратной связи.
3.4. Определение входных и выходных параметров транзистора
Усредненные по первой гармонике коллекторного тока входное и выходное сопротивления, а также усредненные значения входной и выходной емкостей транзистора могут быть найдены по следующим формулам:
3.5. Определение сопротивлений конденсаторов C1 и C2
3.6. Расчет показателей автогенератора
3.7. Выбор сопротивления резистора в цепи эмиттера
3.8. Определение параметров цепи базового смещения
3.9. Расчет параметров блокировочных элементов
Блокировочные элементы рассчитываем руководствуясь рекомендациями, полученными на лекциях по дисциплине «УГ и ФРС».
Все конденсаторы автогенератора типа К10-7В ОЖО.464.014 ТУ.
Все резисторы типа МЛТ - 0,25 ГОСТ 7113-77 с допуском ± 5%.
4. Расчет буферного усилителя
При расчете структурной схемы в качестве буферного усилителя было решено использовать эмиттерный повторитель (см. рис. 4.1) на транзисторе КТ315Б при напряжении питания 10 В и ориентировочной выходной мощности повторителя 6,2 мВт.
Рис. 4.1. Принципиальная схема буферного усилителя
Руководствуясь рекомендациями [2] и [13] и используя справочные данные [12] вычисляем:
Все конденсаторы буферного усилителя типа К10-7В ОЖО.464.014 ТУ.
Все резисторы типа МЛТ - 0,25 ГОСТ 7113-77 с допуском ± 5%.