4.1. Требования к окг.

Опорный кварцевый генератор необходимо рассчитать, используя схему автогенератора с кварцевым резонатором в цепи обратной связи. За основу берётся емкостная трехточечная схема, позволяющая получить наибольшую стабильность частоты. 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 быть получена только в том случае, когда частота генерации совпадает с частотой последовательного резонанса кварцевого резонатора, выберем кварцевый резонатор с частотой f_кв =f_г =f_ОКГ = 2 МГц.

Принципиальная схема ОКГ:

Рис. 4

В ниже приведенном расчете определяются режим работы транзистора и номиналы элементов, включенных в схему. Для схемы были выбраны кварцевый резонатор и транзистор со следующими параметрами:

Транзистор КТ 306:

Тип проводимости	Основные параметры						Предельные параметры
	fт,МГц	Sгр,А/В	β0	Ебо, В	Ск, пФ	rб, Ом	Uк.доп, В	Uэ-б доп, В	Iк.доп, А	Pк.доп, Вт
n-p-n	500	0,03	50	0,6	3	300	15	4	0,03	0,2

Кварцевый резонатор:

f, МГц	Rкв, Ом	Qкв	Co, пФ
2	210	50 000	3,5

4.2. Расчет кварцевого автогенератора.

4.2.1. Расчет параметров транзистора.

Определим максимально возможную амплитуду импульса коллекторного тока транзистора:

А

Задаемся значением i_km = 2.5 мА и определяемS₀,S_1.0иS₁:

Первая гармоника коллекторного тока:

Амплитуда первой гармоники напряжения на базе транзистора:

4.2.2. Расчет параметров колебательной системы и цепи обратной связи

Сопротивление резистора в эмиттерной цепи:

Выберем из ряда Е24 стандартное значение R₄ = 100 Ом.

Эквивалентное сопротивление контура без учета потерь, вносимых цепью R_кв:

Пусть эквивалентное сопротивление контура в точках подключения кварцевого резонатора . Вспомогательный параметр А:

Отношение емкостей:

Эквивалентное сопротивление контура:

Примем добротность контура Q_к =100. Параметры колебательной системы:

Элементы стандартного номинала из ряда Е12: ,.

Индуктивность, нейтрализующая емкость кварцедержателя:

4.2.3. Расчет энергетических параметров автогенератора

Вспомогательный параметр

Сопротивление коллекторной нагрузки транзистора:

Амплитуда напряжения на коллекторе:

Из условия получения недонапряженного режима работы E_к< (0.3…0.6)U_к.доп.выберем:

E_к=0.53U_к.доп.=0.53·15=8В

Проверка режима работы транзистора:

Так как U_к< U_{к гр.}, то генераторный прибор работает в недонапряженном режиме.

Мощность, потребляемая от источника коллекторного напряжения:

Мощность, отдаваемая транзистором в колебательную систему

Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора:

Отсюда КПД:

4.2.4. Расчет цепи питания транзистора

Постоянная составляющая тока базы:

Напряжение смещения на базе:

Значение сопротивления в эмиттерной цепи:

Сопротивление стандартного номинала из ряда Е24:

Ток базового делителя:

Напряжение источника коллекторного питания:

Сопротивления делителя:

Выберем из стандартного ряда E24 (5%):R₁= 51кОм,R₂= 18кОм

Найдем значение сопротивления делителя:

Емкость конденсатора C_эдолжна быть достаточно велика для обеспечения фильтрации переменной составляющей (R_эC_э>1/_г), но, с другой стороны, должна обеспечивать стационарный режим колебаний АГ, то есть отсутствие режима прерывистой генерации и самомодуляции.

Выберем стандартное значение емкости C_э=100 нФ

Емкость блокировочного конденсатора в базовой цепи транзистора определяется из условия

Емкость стандартного номинала из ряда Е12:

5. Расчет оконечного каскада.