Практическая работа отчет по автогенератром. отчет по автогенераторам пр 1. Расчет автогенератора с кварцевой стабилизацией на основной частоте
 Скачать 283.86 Kb.
|
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Юго-Западный государственный университет» (ЮЗГУ) Кафедра космического приборостроения и систем связи Отчёт по выполнению практической работы № 1 на тему «Расчет автогенератора с кварцевой стабилизацией на основной частоте» дисциплина: Радиопередающие и радиоприемные устройства Выполнил: студент 3го курса Группы ИТ-71З Комаренко С.В. ______________ «___»___________ 2020 г. Проверил: преподаватель Терещенко Е. М. ______________ «___»___________2020 г. Курск 2020 Практическая работа. Расчет автогенератора с кварцевой стабилизацией на основной частоте   а) б)   в) г) Рис.1 Эквивалентные схемы автогенераторов с различным включением кварцевого резонатора: а) – кварц между коллектором и базой; б), в) – кварц в цепи положительной обратной связи; г) – кварц в контуре автогенератора. Обозначения на рис.1: VT – биполярный транзистор; С1-С2-КР - колебательный контур для схемы рис.1,а; С1-С2- С3-L3-КР - колебательный контур для схемы рис.1,б,в,г. Первый тип схемы (рис.1,а) используется для возбуждения автогенератора (АГ) на основной гармонике кварца. Остальные (рис.1,а,б,в) – как для возбуждения на основной частоте, так и на механических гармониках. Во втором случае контур C1-С2-С3-L3 настраивают на частоту выбранной гармоники кварца КР. АГ с кварцевым резонатором (КР) между коллектором и базой (рис.2) представляет собой емкостную трехточку, которая образована транзистором  Рис.2 Схема автогенератора с кварцевым резонатором между коллекто ром и базой Обозначения на рис.2: VT – биполярный транзистор; С2-С3-КР - колебательный контур; R1,R2 – делитель напряжения для постоянного смещения на базе транзистора; R3 – сопротивление автосмещения, создающее отрицательную обратную связь по постоянному току в цепи эмиттера; Lб,Lк – индуктивности в базовой и коллекторной цепях, препятствующие проникновению высокочастотного напряжения в источник питания Eк; Cбл1 – блокировочная емкость фильтрующая высокочастотное напряжение по питанию; Cбл2 - блокировочная емкость в эмиттерной цепи, исключающая обратную связь на рабочей частоте, С4 – емкость, обеспечивающая оптимальную связь автогенератора с нагрузкой. 1. Расчет АГ с КР по по постоянному току Задаем величины постоянной составляющей тока Iк0, напряжений между коллектором и эмиттером Eкэ и на эмиттере Eэ транзистора, исходя из следующих рекомендаций: Iк0=3…10мА; Eкэ=3…10В; Eэ=2…3В. Тогда сопротивление автосмещения Rэ=R3=Eэ/Iк0; напряжение источника питания Eк=Eкэ+Eэ; ток базы Iб0=Iк0/│h21│. Задаем ток делителя напряжения цепи фиксированного смещения Iдел=(10…20)Iб0. Сопротивление делителя напряжения Rдел=R1+R2=Eк/Iдел Напряжение смещения на базе Eб=Eэ+0,7В. Сопротивление R2=Eб/Iдел. Сопротивление R1=Rдел−R2. Зададим следующие параметры Iк0=5мА; Eкэ=7В; Eэ=2В; │h21│=100; Iдел=10Iб0.н Rэ=Eэ/Iк0=2В/(5*10-3А)=400Ом; Eк=Eкэ+Eэ=7В+2В=9В; Iб0= Iк0/│h21│=5*10-3А/100=50мкА; Iдел=10Iб0=10*50*10-6А=500мкА; Rдел=Eк/Iдел=9В/(0,5*10-3А)=18кОм; Eб=Eэ+0,7В=2В+0,7В=2,7В; R2=Eб/Iдел=2,7В/(0,5*10-3А)=5,4кОм; R1=Rдел−R2=18кОм−5,4кОм=12,6кОм. 2. Расчет АГ с КР по по переменному току Крутизна характеристики транзистора S=│h21│/(r′б+│h21│rэ), где r′б=τос/Ска; τос – постоянная обратной связи транзистора; Ска=Ск/2 – активная емкость коллектора. Задаем коэффициент генерации Gp=3…7 и определяем управляющее сопротивление Rу=Gp/S. Задаем коэффициент обратной связи K′ос=С3/С2=1 и вычисляем реактивное сопротивление емкости С3(XС3)  ,где rкв=1/(ωквСквQкв); Скв,Qкв – емкость и добротность КР. Емкость С2=С3=1/(ωквXС3). Блокировочная емкость Сбл=(10…20)/(ωквrэ), где rэ – сопротивление эмиттера транзистора. Блокировочная индуктивность Lк необходима в случае невыполнения условия R1R2/(R1+R2)≥(20…30)XС3, тогда Lк=(20…30)XС3/ωкв. 3. Энергетический расчет АГ с КР Находим коэффициенты разложения Берга γ0, γ1 при выбранном угле отсечки θ. Через них определяем коэффициенты α0, α1. Затем производим расчет энергетических параметров АГ: токов, напряжений, мощности, сопротивления нагрузки, КПД. Максимальный коллекторный ток Iк макс=Iк0/α0. Первая гармоника коллекторного тока Iк1=α1Iк макс. Максимальное напряжение на базе транзистора Uб макс= Iк1Rу. Модуль коэффициента обратной связи  .Максимальное коллекторное напряжение Uк макс=Uб макс/│Кос│. Постоянная потребляемая мощность P0=Iк0Eкэ. Мощность, рассеиваемая КР Pрас кв=0,5(Uб макс/XС2)2rкв˂Pкв доп. Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора Pк=P0−Pрас кв˂Pк доп. Допустимое сопротивление нагрузки Rн доп≥5U2к макс/Pрас кв. Из условия, что будет потребляться мощность Pн=0,1Pрас кв находим КПД автогенератора η=Pн/P0=0,1Pрас кв/P0. Задание Рассчитать АГ с КР между коллектором и базой на основной частоте 3125кГц. Исходные данные. Параметры КР: Скв=1*10-15Ф; Qкв=2*106; Pкв доп=100мВт. Усредненные параметры транзистора: │h21│=100; Ск=7*10-12Ф; τос=600*10-9c; Uкэ макс=15В; Iк макс=100мА; Pк рас макс=150мВт; rэ=5,2Ом. 1. Расчет по постоянному току. Задаемся Iк0=5мА; Eкэ=7В; Eэ=2В; │h21│=100; Iдел=10Iб0. Rэ=Eэ/Iк0=2В/(5*10-3А)=400Ом; Eк=Eкэ+Eэ=7В+2В=9В; Iб0= Iк0/│h21│=5*10-3А/100=50мкА; Iдел=10Iб0=10*50*10-6А=500мкА; Rдел=Eк/Iдел=9В/(0,5*10-3А)=18кОм; Eб=Eэ+0,7В=2В+0,7В=2,7В; R2=Eб/Iдел=2,7В/(0,5*10-3А)=5,4кОм; R1=Rдел−R2=18кОм−5,4кОм=12,6кОм. 2. Расчет по переменному току. Задаемся Gp=5; Кос=1. r′б=2τос/Ск=600*10-9с/(7*10-12Ф)=86Ом; S=│h21│/(r′б+│h21│rэ)=100/(86Ом+100*5,2Ом)=165мА/В; Rу=Gp/S=5/(165*10-3А/В)=30Ом; rкв=1/(ωквСквQкв)=1/(6,28*3125*103Гц*10-15Ф*2*106)=25,5Ом  ;С3=С2=1/(ωквXC3)=1/(6,28*3125*103Гц*27,7Ом)=1,8нФ; Сбл2=10/(ωквrэ)=10/(6,28*3125*103Гц*5,2Ом)=100нФ. 3. Энергетический расчет. Определяем коэффициенты разложения Берга при угле отсечки θ=60º Задаемся γ0=0,12; γ1=0,18; α0=0,24; α1=0,36; Формулы определения: a0 =  a1 =  γ0 = a0 (1- cos) Iк макс=Iк0/α0=5*10-3/0,24=20,1мА˂100мА; Iк1=α1Iк макс=0,36*20,1*10-3А=7,2мА; Uб макс=Iк1Rу=7,2*10-3А*30Ом=0,217В;  ;Uк макс=Uб макс/│Кос│=0,295В; P0= Iк0Eкэ=5*10-3А*7В=35мВт; Pрас кв=0,5(Uб макс/XС2)2rкв=0,5(0,217В/27,6Ом)2*25,5Ом=0,79мВт ˂Pкв доп=100мВт; Pк=P0−Pрас кв=35мВт−0,79мВт=34,2мВт˂Pк доп=150мВт; Rн доп≥5U2к макс/Pрас кв=5*(0,295В)2/(0,79*10-3)=550Ом; η=Pн/P0=0,1Pрас кв/P0=0,1*0,79мВт/35мВт=0,0022. |