Генератор опорной частоты

Рис.9 Генератор опорной частоты, электрическая схема

Расчет генератора опорной частоты:

1. Выбираем транзистор малой мощности КТ331 с граничной частотой f_t =250 МГц. Его паспортные данные: С_к=5 пФ; С_э =8 пФ; τ_ос =120 пс; u_отс=0,6 В; u_{к доп}=15 В; i_{к доп}=20 мА; u_{б доп}=3В; Р_доп=15МВт; S_гр=20 мА/В. Считаем, что средний коэффициент усиления тока В=20.

Граничные частоты: f_β=f_t/B=12,5 МГц, f_α=f_t+f_β=262,5 МГц

Активная часть коллекторной емкости С_ка=С_к /2=2,5 пФ и сопротивление потерь в базе r_б=τ_ос/С_ка=48 Ом.

Из стандартного ряда сопротивлений выбираем Rкор=22 Ом.

2. Расчет электрического режима. Выбираем i_{к max} =0,8 i_{к доп} =16мА; Uк₀=0,3 u_{к доп}=4,5 В; К_ос=1; θ=60°, тогда α₀=0.218; α₁=0,391; γ₀=0,109; cos θ=0,5.

Рассчитаем основные параметры генератора:

I_k1=α₁*i_{k max}=6,3 мА; I_k0= α₀*i_{k max}=3,5 мА; U_б1= =0,7 В;

U_к1 = U_б1/К_ос=0,7 В, R_k=U_k1/I_k1=110 Ом; P1=0,5_Uk1*I_k1=22мВт;

P₀=U_k0*I_k0=157,5 мВт; P_рас=P₀-P₁=135,5 мВт

η=P₁/P₀=13,9%; Е_см=u_отс-U_б1*cosϴ=0,25 В; ξ=U_k1/U_k0=0,16;

ξ_гр= =0,82

Условие ξ<0,5*ξ_гр выполняется

3.Для стабилизации частоты генерирования используется кварцевый резонатор ZQ 500кГц, паспортные характеристики которого:

L_кв = 0,05 Гн; C_кв=0, 1пФ; r_кв=50Ом; С₀= 40пФ.

Определим значения C₁ и С₂.

Определим C_сум=С₁*С₂/(С₁+С₂) из соотношения w_р*L_кв=1/(w_р*C_сум)

С_сум=1/(w_р²*L_кв)=80 нФ

Из С_сум найдем значение С₂, приняв значение С₁=100нФ.

С₂=400нФ

Определим значения делителя напряжения(источника смещения) R1-R2, а так же значение R3:

I_б=I_k0/β=0,175 мА

I_д=10*I_б=1,75 мА

Для эффективной термостабилизации падение напряжения на R_э должно быть порядка 3-5В. Возьмём U_э =5В.

R1=(Е_п-U_э-0,7)/(I_д+I_б)=3,2кОм

R2=(Uэ+0,7)/Iд=3,25кОм

R3=U_э/I_k0=1428 Ом