Расчёт генераторов с самовозбуждением

Расчёт генераторов с самовозбуждением

Пример 1 . Требуется рассчитать генератор с самовозбуждением по схеме с автотрансформаторной обратной связью, предназначенный для работы в диапазоне частот от ƒ мин = 1 Мгц до ƒ макс = 2 Мгц. Мощность, расходуемая на возбуждение следующего каскада, Р с = 0,4 вт при напряжении возбуждения U mв = 100 в. Входное сопротивление и емкость следующего каскада соответственно равны:

Z вх. л2 =5 ком, С вх. л2 = 10 пф

Выбор лампы генератор с самовозбуждением производим по заданной мощности возбуждения следующего каскада. Принимая коэффициент полезного действия контура η к = 0,05÷0,15, определяем полезную колебательную мощность

По справочнику выбираем генераторный пентод 12П17Л, который обеспечивает в нагрузке номинальную мощность Р ном = 4,4 вт.

Параметры лампы 12П17Л: Е а = 200 в; Е с2 = 150 в; Е с3 = 0; S = 7 ма/в; S кр = 4.0 ма/в; ƒм акс = 120 Мгц; Е' с = -11 в; P а.доп = 2.5 вт; P с2 доп = 2.5 вт; С вх = 10 пф; С вых = 8.5 пф.

Расчет ведем в критическом режиме, исходя из полученной полезной мощности. Задаемся углом отсечки θ = 90°, тогда α 0 = α 1 = 0,5, β = 0,5, γ= α 1 /α 0 = 1,57.

Рассчитываем критический коэффициент использования анодного напряжения

Амплитуда колебательного напряжения на контуре

U mк =ζ кр Е а = 0,94·250 = 234 в

Амплитуда первой гармоники анодного тока

Максимальное значение импульса анодного тока

Постоянная составляющая импульса анодного тока

I а0 = i а. макс α 0 = 0.068·0,318 = 0,021 а.

Р 0 =I а0 E а =0,021·250 = 5,2 вт.

Мощность, рассеиваемая на аноде,

Р а = Р 0 — 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

е а. мин =Е а —U mк = 250 - 234=16 в

и напряжении смещения

E с = 1,1E' с – U mс 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:

α 0с = 0,074; α 1с = 0,146; γ с =1.97.

Составляющие тока управляющей сетки определяем по приближенным формулам:

I с0 = (0,05÷0,1) I а0 = 0,05·21 = 1,06 ма;I с1 = γ с ·I с0 = 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 I с2 = φ (Ua) при е а = е а мин = 16 в и Е с. макс = Е с +U m с = -12+12.8=0,8 в, откуда i с2макс = 45 ма.

Угол отсечки тока экранной сетки обычно незначительно отличается от угла отсечки анодного тока. В нашем случае

Постоянная составляющая тока экранной сетки

I с2 0 = α 0 i с2 макс =0,318·45 =14,3 ма.

Мощность, рассеиваемая на экранной сетке,

Р с2 =E с2 ·I с2 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:

С 0 = С мин +С кат +С м + С тр + С л

где С мин — минимальная емкость переменного конденсатора, 10— 30 пф; С кат — емкость контурной катушки, 10—20 пф; С м — емкость монтажа, 10—30 пф; С тр — емкость подстроечного конденсатора (триммера), 10—50 пф; С л — емкость лампы, 15—40 пф.

Отсюда С 0 = 20 + 10 + 20 + 30 + 20 = 100 пф.

Коэффициент перекрытия диапазона

Максимальная емкость контура

Выбираем емкость переменного конденсатора: С макс = 320 пф, С мин = 20 пф.

Коэффициент включения контура определяем из условия

Сопротивлением потерь R в контуре задаемся в пределах 3—10 ом.

Индуктивность участка анод—катод контура

L ак = рL = 0,60·63 = 37.8 мкгн.

Индуктивность участка сетка—катод

L ск = КβL ак = 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 С п ( рис. 169, б ), которая обычно лежит в пределах от нескольких пикофарад до 10—20 пф:

С 0 =С мин +С кат +С монт +С тр +С л +С п

Зададимся емкостью С п = 10 пф и будем считать, что С 0 по-прежнему равно 100 пф. Тогда неизменными остаются С макс 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

Общая емкость последовательно соединенных конденсаторов С св (С 3 ), С 2 и С о. с (С 4 ):

В последовательную цепь емкостного потенциометра необходимо включить еще дополнительный конденсатор, чтобы общая емкость потенциометра была 10 пф:

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎