Спроектировать опорный LC- генератор 100 МГц

Расчет режима работы.Выбор транзистора. Определим активную мощность, отдаваемую транзистором P~, задаваясь КПД контура к = 0,2; P~= P~н/к = 1/0,2 = 5 мВт.Для получения высокойстабильности частоты АГ применимсхему Клаппа и транзистор с fs > 100 МГц, типа КТ399, основные параметры которого представлены в таблице1.1.2. Исходя из соотношений (1.1) и (1.2) зададимся значениями 0,4 = 0,4 20 = 8 мА; = 90 (= 0,32; = 0,5 – коэффициенты разложения импульса тока [1], [2]). Для выбранного режима определим крутизну S0 и граничную частоту fs транзистора КТ399. В соответствии с (1.4):/( = 15 8 10 100/(15 8 105 + 100) = = 0,12 A/B;fs= fт/ S0rб = 3000 / (0,12 5) 5000 ГГц; s = – arctgfт/ fs = – arctg 3000/5000 = 30,9 (s<<90).3. Постоянная составляющая Iк0и первая гармоника Iк1 коллекторного тока:Iк0= = 0,32 8 = 2,56 мА; Iк1 = = 0,5 8 = 4 мА.4. Амплитуда напряжения на коллекторе Uк = 2P~/ Iк1 = 2 5 10-3/ 4·10-3 = 2,5 В.5. Напряжение коллекторного питания Eк. Для этого определим остаточное напряжение на коллекторе в граничном режиме и соответствующий коэффициент : = / Sгр = 8 10-3/50 10-3 = 0,16 В; = Uк/Eгр = 1 – / (+Uк) = 1 – 0,16 / 1,16 0,86. Принимаем: = 0,3 0,258, что соответствует Eк = Uк/= 2,5 / 0,258 = 9,68 В.Эквивалентное сопротивление коллекторной нагрузки = Uк/ Iк1 = 2,5 /4· 10-3 = 625 Ом.Мощности, подводимая P0 и рассеиваемая на коллекторе Pк: P0= Iк0 |Eк | = 2,56 10 = 25,6 мВт; Pк = P0– P~ = 25,6 –5 = 20,6 мВт <.8. КПД по коллекторной цепи АГ =P~ / P0= 5/25,6 0,195 = 19,5%.9. Амплитуда напряжения возбуждения на базе Uб : = = 0,095 В.10. Напряжение смещения на базе Eсм = Eб0 + Uбcos = 0,25 В.11. Коэффициент обратной связи Ко.с = Uб / Uк= 0,095 / 1 0,1.12. Сопротивление Rэ= (50...100)/S0 = (50...100)/0,22 390 Ом.13. Напряжение источника коллекторного питания |Eи.к | = Eк+ Iк0Rэ = 5 + 6,4 10 390 = 7,5 В < .Расчет колебательной системы АГ1. Задаваясь добротностью ненагруженного контура Qx = 200 прик = 0,2, находим Qн = Qx (1 – к) = 200 (1 – 0,2) = 160.2. Эквивалентное сопротивление контура в точках подключения коллекторной цепи / coss = 100 / 0,97 103 Ом.3. Задаваясь волновым сопротивлением контура = 150 Ом, определяем его полную емкость С0 и индуктивность катушки Lк:C0 = 1 / = 1 / 210150 = 10510 Ф = 105 пФ; Lк = / = 150 / 210 = 2,410 Гн.4. Коэффициент включения контура в коллекторную цепь = = 0,065.5. Емкости контурных конденсаторов (см. 1.5):С1 = С0 / p = 105 / 0,065 1600 пФ; C2 = C1/Kо.с = 1,6 / 0,1 = 16 нФ;С3 = 1/(1/С0–1/C1–1/C2) = 1/(1/105 — 1/1600 — 1/16000) 110 пФ.Расчет элементов цепей питания.1. Сопротивление делителя смещения в цепи базы(20...50)X2 < Rд< Rэ(4...6), где Х2 = 1 /C2 = 1/2 10 16 10 1 Ом.Выбираем Rд = 2 кОм, тогда из соотношения (1.8) находимR1 = |Eи.к |Rд /( Iк0Rэ+|Eсм|) = 7,52 2 10/ ( 6,4 10–3 390 + 0,25) 5,4103 Ом; R2 = RдR1 / (R1 – Rд) = 25,4 / (5,4 — 2) 3,2 кОм.2. Емкость конденсатора Сэ (см. 1.9):20 / Rэ< Cэ< 2 Qн / Rэ; 20 / 2107390 < Cэ < 2160 / 2107390;80010–12 < Cэ < 1210–9; выбираем Сэ = 6,8 нФ.3. Индуктивность блокировочного дросселя Lбл = (10...20) Lк = 15 2,4 = 36 мкГн.Для устранения возможных паразитных колебаний на частоте, ниже заданной, целесообразно снизить добротность дросселя Lбл путем включения последовательно с ним дополнительного резистора Rбл = (100...200) Ом, скорректировав при этом напряжение источника коллекторного питания Eи.к .При работе кварцевого генератора на обертонах возможна паразитная генерация на емкости кварцедержателя. Для устранения появления паразитной генерации параллельно кварцевому резонатору включают индуктивность, которая образует с емкостью кварцедержателя параллельный колебательный контур. На этом расчет закончен.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ ходе выполнения курсового проекта рассмотрены условия возникновения генерации усилительного каскада. Определены параметры положительной обратной связи. Были изучены достоинства и недостатки различных схем генераторов и выбрана схема опорного кварцевого генератора работающего на третьем обертоне для генерации на частоте 100 МГц.Произведен расчет кварцевого автогенератора на транзисторе КТ399, построенного по схеме с кварцевым резонатором в цепи обратной связи. Вычислены энергетические параметры генератора.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫТитце У., Полупроводниковая схемотехника. (Halbleiter-Schaltungstechnik) 12-е издание. Авторы: Ульрих Титце, Кристоф Шенк (U.Tietze, Ch. Schenk). Перевод Г.С. Карабашев. Графика Р.В. Салимонов. Дизайн обложки А.М. Дудатий (Москва:Издательство «ДМК Пресс», 2007).Титце У., Полупроводниковая схемотехника. (Halbleiter-Schaltungstechnik) 12-е издание. Авторы: Ульрих Титце, Кристоф Шенк (U.Tietze, Ch. Schenk). Перевод Г.С. Карабашев. Графика Р.В. Салимонов. Дизайн обложки А.К. Шаклунов. (Москва:Издательство «ДМК Пресс», 2008). Фомин Н.Н., Буга Н.Н., Головин О.В. Радиоприемные устройства, Учебник для вузов. М: Горячая линия - Телеком, 2007. - 520 с.4.Устройства генерирования и формирования радиосигналов/ Под ред. Г.М. Уткина – М.: Радио и связь, 1994.Радиопередающие устройства/ Под ред. В.В. Шахгильдяна – М.: Радио и связь, 1996., 3 изд.Петров Б.Е., Романюк В.Н. Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах. – М.: Высшая школа, 1989.Проектирование РПУ/ Под ред. В.В. Шахгильдяна – М.: Радио и связь, 1993, 3 изд.Шумилин М.С., Козырев В.Б., Власов В.А. Проектирование транзисторных каскадов передатчиков. – М.: Радио и связь, 1987.Проектирование РПУ СВЧ/ Под ред. Г.М. Уткина. – М.: Советское Радио, 1979.