Расчет автогенератора

Рассчитаем RС-генератор, выполненный по схеме, рисунок 2.1 на биполярном транзисторе КТ312В

Частота генерации f_Г = 15,1 кГц.

Напряжение питания U_{пит авт} = 10В.

Сопротивление нагрузки в коллекторной цепи R_K = 0,3 кОм.

Рисунок 2.1 – Схема RC – генератора

Построим проходную характеристику транзистора i_k=F(u_бэ) – зависимость действующего значения тока в выходной цепи от входного напряжения u_бэ. В свою очередь, исходными для построения проходной характеристики являются:

· входная характеристика транзистора i_б=F(u_бэ) (рисунок 2.2);

· выходная характеристика транзистора i_k=F(u_кэ) (рисунок 2.3).

На семействе выходных характеристик используемого транзистора 2Т658В (рисунок 2.3) проводим нагрузочную прямую через точки с координатами: (0, U_пит) и (U_пит/R_K, 0), т.е. (0;8) и (5;0).

По точкам пересечения нагрузочной прямой с выходными характеристиками строим промежуточную характеристику i_k=F(i_б) рисунок 2.4 (рисунок 2.4 приведён в приложении №1).

Таблица 2.1 – Промежуточная характеристика

Используя полученную зависимость (рисунок 2.4) и входную характеристику i_б=F(u_БЭ) (рисунок 2.2), определяют требуемую зависимость: i_K=F(u_БЭ) рисунок 2.5(рисунок 2.5 приведён в приложении №1).

Все данные, необходимые для построения характеристики, сведены в таблицу:

Таблица 2.2 – Проходная характеристика

По проходной характеристики определяют положение рабочей точки. Лучше всего задаться значением U_бэ0 =0.675 В – это середина линейного участка проходной ВАХ.

Тогда по входной ВАХ транзистора определяют в рабочей точке:

Рисунок 2.2 – Входная характеристика транзистора

Коэффициент усиления транзистора по току:

Входные, выходные, а так же проходную характеристики можно увидеть в Приложении №1.1

Зная R_БЭ2 и b, можно рассчитать сопротивление R_H составного транзистора:

кОм.

Величину сопротивления выбирают из условия . Зададим первоначально R>>30 кОм. Но эту величину необходимо уточнить при дальнейшем расчёте.

Определим теперь амплитуду стационарного колебания на выходе генератора. Для этого построим колебательную характеристику S_ср = F(U_БЭ).

Значение средней крутизны для разных значений U_БЭ можно определить по методу 3–х ординат по формуле:

(2.1)

Представим все расчёты в виде таблицы:

Таблица 2.3 – Данные для построения колебательной характеристики

На основании этой таблицы строится колебательная характеристика S_СР = F(U_1(БЭ)) в приложении №1

Для того чтобы по колебательной характеристике определить стационарное действующее значение U_БЭ необходимо предварительно рассчитать значение средней крутизны в стационарном режиме .

Известно, что Н_УС(w_Г)= R_K. С другой стороны из баланса амплитуд Н_УС(w_Г) = 1/Н_ОС(w_Г).

Отсюда

(2.2)

Определим значение Н_ОС(w_Г) для рассчитанных значений R_H и R.

Для этого расчётного значения Н_ОС(w_Г) средняя стационарная крутизна мА/В.

Используя колебательную характеристику и зная значение средней крутизны в стационарном режиме S^*_cр= 14,5 мА/В, легко найти стационарное действующее значение напряжения U_бэ. Оно равно U_бэ = U_вх = 0,75 В.

Тогда напряжение на выходе генератора в стационарном режиме можно найти из соотношения:

мВ

В

Определим ёмкость в цепи обратной связи:

нФ.

Ёмкость С_р разделительного конденсатора выбирается из условия С_Р>>C или 1/ω_ГС_Р≤ 0.01R. 0,5 мкФ.