Файл: Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет.pdf

кой частоте (/ = 5 • 10е Гц), эксперимент хорошо согласует­ ся с расчетом.

6)

Рис 3.15. Схема автогенератора с буферным каскадом:

а — с общей базой; б — с общим эмиттером

Для уменьшения реакции рабочей нагрузки на частоту и колебательный режим автогенератора применяется бу­ ферный каскад (рис. 3.15) Сопротивление л э д (рис. 3.15, а) включено для того, чтобы входное сопротивление буферного каскада было значительно больше параллельного ему вход­ ного сопротивления колебательной системы автогенератора Тогда, считая входное сопротивление буферного транзи стора равным сопротивлению г э д , можно записать

'»-""М«Ьг (3'54)

Для того чтобы реакция буферного каскада на режим авто­ генератора была незначительной, необходимо выполнение

условия пк ^ 20-г-ЗО.

При расчете цепей автогенератора под емкостью С 8 (формулы (3.2) и (3.6)] следует понимать суммарное значение емкостей С„' и С„\т . е. С 3 = С 8 'С 8 7(С„' + С„*). Емкость С с в схеме нарис. 3.15,6 служит также для ослабления связи буферного каскада с контуром автогенератора.

3.4.ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ РЕЖИМА АВТОГЕНЕРАТОРА

НА НЕСТАБИЛЬНОСТЬ ЕГО ЧАСТОТЫ

Частота автогенератора отличается от собственной ча­ стоты колебательной системы (3.15) из-за реактивных и активных сопротивлений, вносимых транзистором. Отно­ сительное значение частотной поправки за счет этой реак­ тивности определяется выражениями (3.37), (3.41), (3.43). Изменение режима автогенератора изменением питающих напряжений приведет к изменению параметров транзисто­ ра, входящих в формулы для частотных поправок, что обус­ ловит изменение частоты генерирования. Хотя при наличии коррекции фазы абсолютное значение частотной поправки определяется сравнительно простым выражением (3.43) (величина Р, входящая в (3.37), при коррекции фазы от­ носительно мала и ею можно пренебречь), зависимость Р от величины питающих напряжений может быть значитель­ ной. Поэтому при расчете дестабилизирующего влияния питающих напряжений следует брать производную от (3.37). Из величин, входящих в (3.37), не зависящими от режима следует считать крутизну характеристики 5 Д [так как ве­ личина ее определяется условием баланса амплитуд (3.38)] и добротность Q.

Поскольку высокочастотное напряжение между коллек­ тором и базой значительно меньше постоянного напряжения

зависимостью только от постоянного коллекторного напря­ жения. Эту зависимость можно определить по соответству­ ющим характеристикам, свойственным данному транзисто­ ру. Другие величины, входящие в формулу (3.32), практи­ чески не зависят от величины коллекторного напряжения. 103

Таким образом, влияние изменения коллекторного на­ пряжения на частоту автогенератора определить по (3.37) сравнительно несложно; как правило, с повышением кол­ лекторного напряжения частота автогенератора увеличи­ вается.

Сложнее определить дестабилизирующее влияние эмиттерного напряжения. В данном случае величины D, Р и R являются средними за период колебания. Эти средние зна­ чения (в отличие от 5Д , которая не изменяется) будут из­ меняться при изменении эмиттерного напряжения, главным

Рис. 3.16. Обобщенная схема автогенератора учитывающая комплексные сопротивления цепей как для основной ча

образом, за счет изменения величин т1, г^, гэ0 и Сэ . При отсутствии коррекции фазы увеличение эмиттерного напря­ жения, как правило, приводит к уменьшению частоты.

При работе автогенератора в нелинейном режиме, по­ мимо частотной поправки, описываемой выражениями (3.37), (3.43), появится частотная поправка, обусловленная высшими гармониками коллекторного и базового токов.

Основы теории, анализирующей влияние высших гар­ моник тока на частоту автогенератора, подробно рассмот­ рены применительно к схемам автогенераторов с полной связью активного элемента схемы с контуром в работе Грошковского 17]. Согласно этой теории сумма реактивных мощ­ ностей в колебательном контуре за счет всех гармоник, включая основную, должна равняться нулю. Примени­ тельно к обобщенной схеме транзисторного автогенератора (рис. 3.16), учитывающей влияние высших гармоник тока, можно записать

где Us6N — составляющая напряжения, обусловленная то­ ком коллектора; U&N — составляющая напряжения, обус­ ловленная током базы.

Вынося значения С/'эб и Ule, соответствующие основной частоте, за знак суммы, получаем

N= 2

В соответствии со схемой рис. 3.16 нетрудно найти

Заменяя входящие в (3.61) величины на их значения, вы­ раженные через основные элементы контура применительно к схемам с емкостной связью, учитывая сопротивления со­ ответствующих цепей как для основной частоты, так и для высших гармоник, и имея в виду, что для основной частоты (первой гармоники) остаточное реактивное сопротивление контура значительно меньше активного, а для высших гар­ моник наоборот (контур настроен на первую гармонику), после ряда преобразований получаем значение частотной поправки, обусловленной высшими гармониками тока (ам­ плитудные искажения) в виде

где а, и ал—коэффициенты при основной и высших гар­

мониках тока, т. е. 1км/1н1 = аы/а1; ©о = 1/£С0 . Поскольку частотные поправки бс и ба в отдельности

очень малы по сравнению с единицей, их взаимным влия­ нием можно пренебречь. При выводе уравнения (3.62) учи­

Если в соответствии с (3.33) считать, что для схемы типа А

одинакова.

Частотные поправки за счет влияния высших гармоник тока, описываемые выражениями (3.63) и (3.64), при нали­ чии коррекции фазы соизмеримы с частотной поправкой из-за влияния параметров транзистора, определяемой (3.37). Поскольку эти два вида поправок имеют разные знаки, вполне возможна взаимная компенсация влияния этих поправок. Как видно из рис. 3.17, зависимость ча­ стоты автогенератора от эмиттерного напряжения для схе­ мы типа Б изменяется с изменением ук . На кривой при зна­ чении Ун = 12 отчетливо виден эффект компенсации ухода частоты. В случае изменения коллекторного напряжения (рис. 3.18),. как и следовало ожидать, изменение коэффи-