РадиоМир 2005 №6
В приёмопередающей аппаратуре в качестве задающих генераторов часто используются генераторы, выполненные на основе ёмкостной трёхточки. Схема такого генератора в общем виде представлена на рис.1. Как и большинство других автогенераторов, ёмкостная трёхточка содержит относительно большое число реактивных элементов (L1, С1, С2, С3 и С4), не только влияющих на частоту генерируемых колебаний, но и определяющих условия возникновения, а главное, поддержания автоколебательного процесса в генераторе. По этой причине реализация ёмкостной трёхточки, обеспечивающей требуемое перекрытие по частоте, экспериментальным подбором номиналов элементов практически невозможна.
Рис.1
Рис.2
В этой связи необходимы простые методы расчёта, пригодные для всего семейства LC-генераторов на основе ёмкостной трёхточки. Ранее, в [1], были приведены общие соображения по методике расчёта таких схем. Как показали эксперименты автора с различными "трёхточечными" генераторами, для всех их разновидностей могут использоваться одни и те же расчётные соотношения.
Схема LC-генератора с ёмкостной трёхточкой для частоты около 10 МГц приведена на рис.2. Если требуется генератор, работающий на частоте, в N раз меньшей, все номиналы частотозадающих элементов (L1, С1...С6, С10) увеличиваются в N раз. Соответственно, наоборот. Все остальные элементы схемы имеют одни и те же значения для частот от 1 до 50 МГц.
Граничная частота передачи по току всех применяемых в схеме транзисторов должна быть в 5 (а лучше в 10) раз выше генерируемой частоты. Конечно, используемый в схеме транзистор КТ315А не является самым лучшим вариантом. Для получения устойчивой генерации (особенно при применении относительно низкочастного транзистора) может потребоваться соблюдение условия
С5/С6=1,2...1,5 (1)
Требуемое изменение ёмкости КПЕ (От С1min до С1max), необходимое для получения нужного перекрытия по частоте (от fmax до fmin), рассчитывается по формулам:
С1min = 1/(4*Pi2*L*fmax2) - 2,25*СЗ: (2)
С1max = 1/(4*Pi2*L*fmin2) - 2,25*СЗ: (2)
при С2=С2max/2 (на практике это подразумевает, что движок подстроечного конденсатора находится в среднем положении).
В формулах (2) и (3) соответствующие величины выражают в фарадах, генри и герцах. Если при расчётах получаются слишком малые величины C1min и С1max, либо вообще отрицательные значения, можно "позаимствовать" некоторую величину ёмкости (Сx) от величины С3 и затем добавить её к величине С1. В этом случае будем иметь:
С3' = С3 - Сх, C1'min(C1'max) = C1min(C1max) + Cx. (4)
Пример. Рассчитаем генератор для fmin=14000 кГц, fmax=14350 кГц. В данном случае для fmin получается коэффициент увеличения частоты (относительно 10 МГц)
Kf= 14000/10000= 1,4
Тогда
C2max=30/1,4=22 (пФ);
С3 = 60/1,4 = 43 (пФ);
С4(С10) = 110/1,4 = 75 (пФ);
С5(С6)= 235/1,4 = 160 (пФ);
L1 = 1,5/1,4 = 1,1 (мкГн).
Далее по формулам (2) и (3) определяем
С1min =1/(39,44*1,1*10-6*(14,35*106)2)-2,25*43*10-12= 1,12*10-10-9,67*10-11 =1,53-10-11 (Ф)=15,3(пФ);
C1max=1/(39,44*1,1*10-6*(14,0*106)2)-2,25*43*10-12=1,18*10-10-9,67*10-11 = 2,13*10-11 (Ф)=21,3 (пФ);
При перестройке рассчитанного генератора движок подстроечного конденсатора С2 должен находиться в среднем положении (С2=С2max/2). На практике, возможно, потребуется некоторая корректировка ёмкости контура, выполняемая с помощью C2.
Литература:
1. Ред Э. Справочное пособие по высокочастотной схемотехнике. - М.: Мир, 1990.
В. АРТЕМЕНКО, UT5UDJ, г.Киев.
См также Разные схемы
