Пример 1. Требуется рассчитать генератор с самовозбуждением по схеме с автотрансформаторной обратной связью, предназначенный для работы в диапазоне частот от ƒмин = 1 Мгц до ƒмакс = 2 Мгц. Мощность, расходуемая на возбуждение следующего каскада, Рс = 0,4 вт при напряжении возбуждения Umв = 100 в. Входное сопротивление и емкость следующего каскада соответственно равны:
Zвх. л2=5 ком, Свх. л2 = 10 пф
Выбор лампы генератор с самовозбуждением производим по заданной мощности возбуждения следующего каскада. Принимая коэффициент полезного действия контура ηк = 0,05÷0,15, определяем полезную колебательную мощность
По справочнику выбираем генераторный пентод 12П17Л, который обеспечивает в нагрузке номинальную мощность Рном = 4,4 вт.
Параметры лампы 12П17Л: Еа = 200 в; Ес2 = 150 в; Ес3 = 0; S = 7 ма/в; Sкр = 4.0 ма/в; ƒмакс = 120 Мгц; Е'с= -11 в; Pа.доп = 2.5 вт; Pс2 доп = 2.5 вт; Свх = 10 пф; Свых = 8.5 пф.
Расчет ведем в критическом режиме, исходя из полученной полезной мощности. Задаемся углом отсечки θ = 90°, тогда α0 = α1 = 0,5, β = 0,5, γ= α1/α0 = 1,57.
Рассчитываем критический коэффициент использования анодного напряжения
Амплитуда колебательного напряжения на контуре
Umк=ζкрЕа = 0,94·250 = 234 в
Амплитуда первой гармоники анодного тока
Максимальное значение импульса анодного тока
Постоянная составляющая импульса анодного тока
Iа0= iа. максα0 = 0.068·0,318 = 0,021 а.
Подводимая мощность
Р0=Iа0Eа=0,021·250 = 5,2 вт.
Мощность, рассеиваемая на аноде,
Ра = Р0 — P = 5,25 — 4 = 1,26 вт.
Коэффициент полезного действия анодной цепи
Сопротивление анодной нагрузки
Амплитуда напряжения возбуждения
Здесь S — крутизна анодно-сеточной характеристики, которую определяем по характеристикам при
еа. мин=Еа —Umк = 250 - 234=16 в
и напряжении смещения
Eс = 1,1E'с – Umс cosθ= -12 в.
Коэффициент 1,1 учитывает удлиненную характеристику лампы. Коэффициент обратной связи
Следовательно, условие самовозбуждения Kβ>Kβмин выполняется. Переходим к расчету цепи управляющей сетки. Угол отсечки тока управляющей сетки
Определяем коэффициенты разложения импульса сеточного тока:
α0с = 0,074; α1с= 0,146; γс=1.97.
Составляющие тока управляющей сетки определяем по приближенным формулам:
Iс0 = (0,05÷0,1) Iа0 = 0,05·21 = 1,06
ма;
Iс1 = γс·Iс0 = 1,97·1,06 = 2,1 ма.
Мощность, расходуемая в цепи управляющей сетки,
Сопротивление автоматического сеточного смещения
Максимальное значение импульса тока экранной сетки следует определить по характеристикам Iс2 = φ (Ua) при еа = еа мин = 16 в и Ес. макс = Ес+Umс= -12+12.8=0,8 в, откуда iс2макс= 45 ма.
Угол отсечки тока экранной сетки обычно незначительно отличается от угла отсечки анодного тока. В нашем случае
откуда
θс2≈ 90°.
Постоянная составляющая тока экранной сетки
Iс2 0 = α0iс2 макс=0,318·45 =14,3 ма.
Мощность, рассеиваемая на экранной сетке,
Рс2=Eс2·Iс2 0= 14,3·150·10-3 = 2,14 вт.
Гасящее сопротивление в цепи экранной сетки
 |
Переходим к расчету параметров контура (рис. 169, а). Рис. 169. К расчету контуров генераторов с автотрансформаторной (а) и емкостной (б) обратной связью. |
Определяем минимальную емкость контура:
С0 = Смин +Скат+См + Стр + Сл
где Смин — минимальная емкость переменного конденсатора, 10— 30 пф; Скат — емкость контурной катушки, 10—20 пф; См — емкость монтажа, 10—30 пф; Стр — емкость подстроечного конденсатора (триммера), 10—50 пф; Сл — емкость лампы, 15—40 пф.
Отсюда С0 = 20 + 10 + 20 + 30 + 20 = 100 пф.
Коэффициент перекрытия диапазона
Максимальная емкость контура
Выбираем емкость переменного конденсатора: Смакс = 320 пф, Смин = 20 пф.
Индуктивность контура
Коэффициент включения контура определяем из условия
Сопротивлением потерь R в контуре задаемся в пределах 3—10 ом.
Тогда
Индуктивность участка анод—катод контура
Lак = рL = 0,60·63 = 37.8 мкгн.
Индуктивность участка сетка—катод
Lск = КβLак = 0,05·37,8 = 1,9 мкгн.
Индуктивность контурной катушки, с которой следует снять напряжение возбуждения для подачи на следующий каскад,
Пример 2. Требуется рассчитать генератор с самовозбуждением по схеме с емкостной обратной связью в соответствии с заданием предыдущего примера. Последовательность расчета режима работы генератора и формулы остаются прежними, но при определении минимальной емкости контура следует задаться также и величиной емкости емкостного потенциометра Сп (рис. 169, б), которая обычно лежит в пределах от нескольких пикофарад до 10—20 пф:
С0=Смин+Скат+Смонт+Стр+Сл+Сп
Зададимся емкостью Сп = 10 пф и будем считать, что С0 по-прежнему равно 100 пф. Тогда неизменными остаются Смакс и L контура (рис. 169. б).
Рассчитываем амплитуду контурного тока
Ток, протекающий через емкостный потенциометр,
Емкость цепи обратной связи
Емкость цепи связи с усилителем
Емкость участка анод—катод
Емкость конденсатора
Общая емкость последовательно соединенных конденсаторов Ссв(С3), С2 и Со.с (С4):
В последовательную цепь емкостного потенциометра необходимо включить еще дополнительный конденсатор, чтобы общая емкость потенциометра была 10 пф:
