Расчет элементов и параметров генератора. Профессиональный расчет элементов схемы генератора довольно сложен, к тому же радиолюбителям нет смысла делать такие расчеты. Далее мною предлагается вашему вниманию простейшие (прикидочные) расчеты наиболее важных элементов и параметров схемы генератора.

Сначала следует выписать на отдельный листок справочные данные по применяемому транзистору и назначить (примерно) требуемую выходную мощность генератора. Для упрощения расчета принимаем, что контур L2C6 и резистор R4 отсутствуют и что коллектор VT1 непрямую соединен с шиной питания 10В.


Следовательно, напряжение на коллекторе равно 10 В. Выход сигнале осуществляется с эмиттера транзистора VT1, как это показано на рис 5.2.

Пусть генератор по схеме на рис 5.2 должен генерировать сигнал с частотой 20 МГц Настройка должна осуществляться изменением индуктивности катушки L1. Напряжение питания 10 В. Транзистор КТ368 имеет входную емкость 1.7 пФ, выходную емкость 3 пФ и допускает мощность рассеяния коллектора равную 225 мВт при напряжении 15 В. Планируем получить выходную мощность генератора 40...50 мВт.

1. Значения сопротивлений R1. R2 и R3 должны быть выбраны экспериментально так. чтобы через транзистор протекал ток величиной 5 мА, который мог бы обеспечить выходную мощность 40 50 мВт при коллекторном напряжении 10 В. Приняв выходную мощность, равной 45 мВт и разделив ее на 0.3. получим входную мощность (она же равна общей рассеиваемой мощности), равную 150 мВт

2. На этом этапе расчета попробуем удостовериться в том, что транзистор допускает рассеивание мощности 150 мВт при максимально допустимой рабочей температуре. По данным справочника, допустимая рассеиваемая на транзисторе мощность при температуре 25°С равна 225 мВт, максимально допустимая температура транзисторе составляет 70° С. Для расчета можно принять, что уменьшение допустимой мощности при температурах выше 25 °С равно 2 мВт/ °С.

Проведем расчет для условия, что транзистор работает при 60°С. При этом условии допустимая мощность уменьшается на 2*(60-25)=70 мВт и составляет 225-70=155 мВт. Этот прикидочный расчет показывает, что при токе коллектора 5 мА рассеивание на транзисторе входной мощности 150 мВт безопасно, но находится на грани допустимого. Поэтому желательно уменьшить величину коллекторного тока и выполнить расчет для вновь принятой величины тока.

3. Назначим ориентировочное значение выходного напряжения рабочей частоты генератора и величину напряжения обратной связи. При питающем напряжении 10 В напряжение выходного сигнала должно быть равно 10 х 0,8 = 8 В. Разумеется, оно зависит от соотношения компонентов цепей смещения и обратной связи.

Ориентировочно выберем значение емкости С4 второе больше, чем С3 плюс входная емкость. При таком их соотношении сигнал обратной связи составляет 25% от выходного напряжения, или 8*0.25=2 В. Учитывая что к цепи смещения приложено постоянное напряжение и сигнал обратной связи можно ожидать, что напряжение обратной связи 2 В будет слишком большим, но в первом приближении оно приемлемо.

4. Проведем ориентировочный расчет элементов частотозадающего колебательного контура. Для реальных значений индуктивности L и емкости С резонансного контура выберем емкость С1 из расчета 2 пФ на 1 м длины волны. Длина волны равна 300/20 (МГц) = 15 м, а емкость при этом получается С1 = 2 * 15 = 30 пФ.

Емкость переходного (разделительного) конденсаторе получаем как сумму емкости С1 и входной емкости транзистора С2 = С1 + 1,7 - 30 + 1,7 = 31,3 пФ Ближайшее номинальное значение будет С2 = 33 пФ.

Величину емкости конденсатора С3 можно принять равной величине емкости С2. Это предположение не противоречит никаким условиям и вполне оправдывается экспериментами.

Тогда емкость С4 = С3 *3 = 33 х 3= 99 пФ Принимаем С4 = 100 пФ.

5. Рассчитаем данные частото задающего контура. Для начала рассчитаем суммарную величину трех последовательно соединенных конденсаторов С2, С3 и С4.

Величина общей емкости, параллельной L1, равна Сп = 1 / (1 / С2 + 1 / С3 + 1 / С4) =5 1/(1/33 + 1/33 + 1/100) = 14,3 пФ.

Получается что параллельно индуктивности L1 подключена емкость С1 + Сn = 30+14,3 = 44,3 пФ.

Для этой емкости и частоты резонанса 20 МГц значение индуктивности L1 = (2,53 * 104) / [(20)2 х 44.3] = 1,4 мкГн.

Для удобства катушка индуктивности должна перестраиваться от 0.20 до 0.25 мкГн

Расчеты количества витков контурных катушек различной конструкции можно выполнить с помощью компьютерной программы INDUKTIW.

Необходимо помнить, что неправильно выбранное соотношение компонентов цепей смещения и обратной связи обусловливает искажение формы сигнала, уменьшение выходной мощности или и то и другое одновременно Критерием правильности выбора рабочей точки является хорошая форма сигнала на рабочей частоте и стабильность частоты при требуемой выходной мощности.

6. Величину емкости конденсатора С5 (и других блокировочных конденсаторов, если они будут применены в схеме) можно ориентировочно рассчитать по формуле Хс = 1 / (2гг х F х С), где Хс - величина реактивного сопротивления конденсатора (должно быть не более 5 Ом). F - рабочая частота в Гц, С - емкость в Ф С5 = 1 / (2тт х F х 10(6ст.) x Хс) = 1 / (6.2В * 20 * 10(6ст.) * 5) = 0.001590 Ф = 1590 пФ. Несколько большая емкость (скажем. 2000 пФ) гарантирует реактивное сопротивление, меньше, чем 5 Ом. на рабочей частоте

7. Величину индуктивности дросселя Др1 рассчитаем исходя из известной формулы XL= (2тт * F * L). При этом L - индуктивность дросселя в Гн. L = XL/ (2тт * F ) = 2000/(6,28 х 20 х 10е) = 0.000016 Гн = 16 мкГн. Любые значения индуктивностей между 15 и 20 мкГн вполне подойдут для схемы