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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 202

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ставляет также отсутствие единого подхода (за исключе­ нием работ [26— 29J) к их анализу.

Поэтому в настоящей книге изложена обобщенная те­ ория, результаты которой позволяют удобно сравнивать между собой различные схемы как качественно, так и ко­ личественно и проводить инженерные расчеты кварцевых автогенераторов на ТД.

Анализ схем кварцевых автогенераторов на ТД прово­ дится квазилинейным методом. Для получения уравнений, описывающих поведение кварцевых автогенераторов на ТД

Рис. 4.20.

Схема

кварцево­

Рис.

4.21.

Схема

кварцево­

го автогенератора

на ТД с

го автогенератора на ТД с

контуром

постоянного вол­

использованием

параллель­

нового

сопротивления.

ного

резонанса

кварцево­

 

 

 

 

го

резонатора.

в стационарном режиме, воспользуемся способом, предло­ женным С. И. Евтяновым [30]. Этот способ, позволяющий получать укороченные уравнения непосредственно из «сим­ волических уравнений», хорошо разработан и с успехом применяется для исследования ламповых и транзисторных автогенераторов с кварцевой стабилизацией частоты. В соот­ ветствии с этим способом в общем случае укороченные урав­ нения получаются непосредственно из укороченных выра­ жений для комплексного сопротивления Z(co) или проводи­ мости F(co) колебательной системы автогенератора. В ре­ зультате применения этого способа к исследованию схем кварцевых автогенераторов на ТД можно довольно просто получить основные соотношения (условия самовозбужде­ ния, поправку к частоте, уравнения для определения ста­ ционарной амплитуды и т. д.), необходимые для инженер­ ного расчета и качественных и количественных оценок раз­ личных схем автогенераторов.

На примере схемы, приведенной на рис. 4.18, покажем, как с помощью этого способа можно получить укороченные уравнения, описывающие поведение схемы автогенератора


в стационарном режиме. Однако, прежде чем записывать укороченные уравнения, заметим, что все указанные схемы автогенераторов по высокой частоте могут быть представ­ лены в виде обобщенной эквивалентной схемы, изображен­ ной на рис. 4.22. Двухполюсник / представляет линейную часть колебательной системы автогенератора, обладающую проводимостью Y(a), а двухполюсник 2 — среднюю про­ водимость ТД

 

 

К = 7/Д = / д 1 / £ / д ,

 

 

(4.7)

где

/ д 1 — амплитуда

1-й гармоники тока,

протекающего

через ТД; і/д — амплитуда

напряжения

высокой

частоты

 

 

 

на ТД (или, что то же самое,

 

I

 

на контуре).

 

 

 

 

 

Поскольку

колебательная

 

 

 

система любой

из рассматри­

 

і

 

ваемых схем

автогенераторов

 

I

(рис. 4.18—4.21)

является

 

- о

 

двухконтурной

(низкодоброт-

Рис.

4.22. Обобщенная

экви-

ный контур LCR0 и

высоко­

валентная схема кварцевых добротный контур эквива-

автогенераторов на ТД. лентной схемы замещения

кварцевого резонатора), в такой системе колебания в принципе могут возник­ нуть на любой из двух собственных частот контуров. Однако можно так выбрать параметры первого контура Ь, С и R0, что схема автогенератора при отключенном или не­ исправном резонаторе будет устойчивой, а при включении его в схему будет возбуждаться на частоте, близкой к ча­ стоте последовательного резонанса кварцевого резонатора сок в . Условия отсутствия паразитной генерации в схемах

рис.

4.18—4.20 без

кварцевого резонатора

записываются

в виде следующих двух неравенств [27, 291:

 

 

 

 

п < 1 ,

т < 1

 

для схем

рис. 4.18,

4.19,

 

 

п < 1 ,

m < 2 — п

для схемы

рис. 4.20,

 

 

где

п = R0/\ —R 1 — относительное

сопротивление

потерь

контура; т = LICR0\

— R |— относительное

волновое со­

противление контура.

 

 

 

 

 

Выберем частоту (ок в в качестве опорной и составим вы­

ражение для сопротивления контура

автогенератора

в точ­

ках

/ — / ' при небольших

отклонениях частоты

генерируе­

мых

колебаний Юр относительно частоты со„в.

Поскольку


частота сог в схеме автогенератора на ТД достаточно ста­ бильна и близка к частоте сок11 в силу высокой добротности кварцевого резонатора, при записи выражений для реак­

тивных сопротивлений контура

/X/. = /coL и

^ с = = ] ^ с

можно считать со

со,,

эквивалентной

схемы за­

Комплексное

сопротивление

мещения кварцевого резонатора при небольших расстрой­ ках определяется следующим выражением:

 

2

__

'кв (1<И«)

(4.8)

 

 

к в

1 — 6 0 а<ф - /8 0 '

 

где

а = 2QK E

(/г - / к в ) / / к в = QK B

2 А / / / К

—обобщенная расстройка, выраженная через абсолютную

расстройку частот сигналов

относительно

частоты последо-

вательного резонанса f к в =

1 /2я ^ L K B C K B ; QK B = pK B /rK B

=

=

У LKB/Cm/rKB

— добротность кварцевого резонатора; б0

=

=

2 п / к в С 0 к в гкв

— параметр,

характеризующий шунтирова­

ние кварцевого

резонатора

статической

емкостью С 0 к в .

 

 

Теперь перейдем непосредственно к

составлению уко­

роченных уравнений для автогенератора, схема которого приведена на рис. 4.18. Выражение для комплексной про­ водимости контура рассматриваемого автогенератора имеет вид*'

i(XL-xcy

 

Ro %к

 

 

 

 

Ro Z-K

 

 

 

 

0 - ^ Z K B

 

 

Ro

r K B (1 4 - /« )

4 '

1 — 60

а ф /60

 

r m

(14-ja)

 

 

 

 

1 6 0

« ф /6„

 

 

гкв (1

4

(4.9)

 

 

la)

— /

 

1 — б0

g

ф. 0

 

r K B

(1<Н«)

V

Ro4

1— S0

а 4 /б 0

 

 

 

*' Величина сопротивления потерь г, контурной катушки L

принята равной нулю ввиду его малости по сравнению с величи­ ной R0.


Условие стационарности режима для автоколебательной системы, представленной на рис. 4.22, имеет следующий вид:

У((о)+У = 0.

(4.10)

Подставляя в (4.10) выражение для эквивалентной проводи­ мости ТД Y = 1л1д и выражение (4.9) и приравнивая действительную и мнимую части полученного уравнения нулю, получаем уравнения, позволяющие определить ча­ стоту и амплитуду автоколебаний в виде

^ v ( i - i ) [ ^ ( . - i / f ) - i / f ] +

X T - ' H ' V f - ' i - i ]

 

 

+

б0

~\/тпу

jj

 

 

 

 

я 2 ^ б 0

"\/тпу

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

х

6„ ~\/тпу

 

= 0;

(4.11)

 

 

 

 

 

г ив

 

 

тп I п

 

А

/

б 0 -в / т л \

г Ymny

/

т ( т ^ ' ) ^ ( 1

- ^ | / т ) а

 

 

 

 

 

 

 

 

(4.12)

В выражениях

(4.11), (4.12)

введены

следующие

обозна­

чения [27k

у = LmCKB/LC

=

со0 2 /соквмера расстройки

контура LC

относительно частоты

сок в ;

г = гкв/1

R | —

относительное сопротивление потерь кварцевого резона­ тора; | — R | — модуль отрицательного сопротивления ТД;

©о = l/V~LC

— собственная частота резонансного контура,

образованного из L и С. Выражение, стоящее в правой ча­

сти уравнения (4.12), имеет размерность

сопротивления.

По аналогии

с

общепринятым

понятием

управляющего

сопротивления,

широко

применяющимся в общей теории

автогенераторов,

назовем

это

выражение

«управляющим