2. Расчет опорного кварцевого генератора.

Автогенератор — это прибор, преобразующий энергию источников питания в энергию высокочастотных колебаний без внешнего возбуждения. Автогенераторы являются первичными источниками колебаний, амплитуда и частота которых определяются только собственными параметрами схемы и должны в очень малой степени зависеть от внешних условий. В составе автогенератора обязательно должны быть генераторный прибор и колебательная система. Генераторный прибор управляет подачей порций энергии источников питания в колебательную систему для поддержания в ней колебаний постоянной амплитуды. Колебательная же система используется для задания частоты колебаний, обычно близкой к одной из ее собственных частот.

В многокаскадных передатчиках основные требования предъявляются к стабильности частоты автогенератора, мощность же и КПД (так как, как правило, мощности автогенераторов очень малы, то даже достаточно большой процент мощности, выделяемый в виде тепла на генераторном приборе, не может вывести генераторный прибор из строя) автогенератора не являются критичными параметрами.

Обеспечить основное требование — высокую стабильность частоты, автогенератор может лишь в случае, если его колебательная система будет обладать высокой эталонностью и добротностью.

Опорный кварцевый генератор в работе представляет собой кварцевый автогенератор с кварцевым резонатором, включенным в цепи обратной связи. В такой схеме принципиально возможно возбуждение колебаний нестабилизированных кварцевым резонатором за счет шунтирующего действия емкости кварцедержателя C₀. Для подавления таких колебаний резонатор шунтируется индуктивностью L₀.

Учитывая, что максимальная стабильность частоты автогенератора может быт получена только в том случае, когда частота генерации совпадает с частотой последовательного резонанса КвР, выберем кварцевый резонатор с частотой f_кв=f_г=f_ОКГ=4 МГц.

Рис. 2. Схема автогенератора с кварцевым резонатором в цепи обратной связи

1. Расчет параметров и режима работы кварцевого генератора

В соответствии с заданием для расчета предложен транзистор КТ306:

f_т= 600 МГц – предельная частота усиления по току в схеме с ОЭ;

S_гр= 0,03А/В – крутизна линии граничного режима транзистора;

β₀= 50 – коэффициент передачи по току;

Е_бо= 0,6 В – напряжение запирания;

С_к= 3 пФ – емкость база-коллектор;

r_б= 300 Ом– сопротивление материала базы,

Предельные параметры транзистора:

P_{к доп}= 0,2 Вт

U_{к доп}= 15,0 В

U_{э-б доп} = 4,0 В

i_{к доп} = 0,03 А

Параметры кварцевого резонатора:

f_кв= 10 МГц,

R_кв= 35 Ом,

Q_кв= 34000,

C₀= 5пФ,

P_кв= 0.2 мВт.

Мощность, рассеиваемая резонатором:

P_кв=0.2 мВт

Для обеспечения высокой стабильности амплитуды колебаний угол отсечки коллекторного тока в стационарном режиме выбирается из условия 80⁰≤≤120⁰

Зададимся углом отсечки =80⁰. Коэффициенты Берга при таком угле осечки равны:₀ = 0,286;₁= 0,473

1. Расчет параметров транзистора.

Максимально возможная амплитуда импульса коллекторного тока транзистора:

Задаемся = 5 мА и определяем:

S₀=

S₁₀ = S₀α₁(1- cosθ)= 0.052*0.473*(1- cos80)= 0.02

Первая гармоника коллекторного тока

U_б=B