Свежие обсуждения
Консультации

Рассчитать генератор на 2МГц на полтора вольта

1 4 23

Ну вот, подползли наконец к резисторам. Их надо расчитывать исходя из постоянного тока, всё остальное игнорируется. На приложенной мною схеме виден элементарный эмиттерный повторитель. R3 в нём не только образует путь для тока, но ещё и определяет высокую стабильность режима транзистора. Заменить его на дроссель, сопротивление которого для постоянного тока близко к нулю - означает, что ток коллектора транзистора будет зависеть не столько от воли конструктора, но более от температуры, Uпит, качества транзистора и других плохо учитываемых факторов. IMHO, лучше его оставить. Тем не менее, в любительской конструкции вполне можно и убрать, но тогда ток коллектора придётся не расчитывать, а установить нужный, подбирая резисторы в базовом делителе. Чаще всего так и делают.
Далее, сделаем прикидку R1, R2. Практически, если R3 нету, то нужен только R1, поскольку как R2 не крути, а Uбэ всё равно будет 0,6...0,7 в. Величина R1 тогда выбирается просто из значения базового тока. Делается это таким образом. Задаём нужный ток колектора в передах 1...10 ма. Значение берётся не от балды, а учитывая, что чем Iк меньше, тем экономичнее устройство, но тем меньше выходная мощность и хуже усилительные свойства транзистора. Пресловутые 3 ма - это и есть часто применяемый компромисс. Кстати, при увеличении Iк можно нарваться и на превышение предельно допустимого значения для данного типа транзистора. Примем усиление по току базы транзистора равным 50 (реально - от 30 до 200), тогда Iб=Iк/50 =3 ма/50 =60 мка. К концам R1 приложено Uпит-Uбэ=1,5-(0,6...0,7 в)=0,8...0,9 в. Поделив U на I, получаем13...15 ком. Собрав по этим данным схему Вы,может быть, получите Iк=3 ма, а может быть и не получите. Почему - ответ несколькими строчками выше. Но работать генератор будет в любом случае.
Теперь по поводу Ксв. Основное правило - для схемы В должно быть Ксв э примерно вдвое меньше, чем Ксв б. Т.е. можно взять пары 1 и 0,5 (а при вашем его значении так почти и есть), либо 0,5 и 0,25, и исходя из этого сделать отводы от катушки или прикинуть значения С2,С3,С4.
По поводу просимых Вами справочников. Полистав, увидел, что интересующие Вас разделы содержат по нескольку десятков страниц и на форуме пересказаны быть не могут. Кроме того, там для начинающего излишне много информации. В озерце наших советов Вы с трудом, но выплываете. А в том океане Вы наверняка захлебнётесь. И признаюсь по секрету, что такими справочниками в-основном пользуются студенты для курсовиков и дипломов, а профи - лишь для самых ответственных случаев. Ваш случай явно не таков.

 

Ну вот доползли и до резисторов... Итак, на сей момент у меня вполне достаточно достоверной информации, чтобы рассчитать режим работы транзистора, да и всю схему, правда, исключив полностью R3 и R2. (Еще кое-что спрошу про Kсв ниже).
Спец очень только что напугал меня нестабильностью по постоянному току! Типа при такой схеме, будут оказывать значительные влияния такие факторы, как напряжение источника, температура, душевное настроение транзистора и т.п. Я уже передумал исключать сопротивление на эмиттере. Может быть, все-таки R3 оставим? Может быть, как советовал в одном посте Crot2, соблюдем золотую середину, и подружим вместе маленькое сопротивление и дроссель?
Сразу согласимся, что Iк = 3 мА - это компромисс между экономичностью и выходной мощностью. Возьмем, посмотрим на приложенную Спец'ом схему элементарного эмиттерного повторителя, и все сопротивления посчитаем по какому-то классическому методу.

Теперь немножко вернемся к конденсаторам и коэффициентам связи. Соблюсти отношение Kсв б и Kсв э как 2:1 это я понял, это сделаем! Для этой схемы определяют Kсв кондеры C2, C3 и C4, это я тоже понял. Если бы просто делать от катушки перехваты, то определить Kсв не составляет труда. Но здесь принцип делителя.
Спец приводил пример с конкретными цифрами: "В емкостной трёхточке - то же самое, но Ксв определяется очень похоже на резисторный делитель. Например, допустим, что в схеме В С2=С3=С4, тогда для эмиттера Ксв=0,33, а для базы Ксв=0,67. Или, если С2=100 пф, С3=С4=200 пф, тогда Ксв э=0,25, Ксв б=0,5."
Все-таки не смог я понять алгоритм вычисления Ксв для данного случая. Тогда про делитель расскажите, а то не получается мне понять, какой будет Ксв при всевозможных вариантах емкостей.

 

А я бы, для такого низкого напряжения питания, поставил бы германиевый транзистор.

 

а как его выбрать? какой именно поискать? ну чтобы не очень редкий я его мог найти

Спец любезно ронял идею про старинный П416, но если уж он очень старинный... наверное должны быть современные аналоги, у нас же все сейчас становится миниатюрнее, низковольтовее...

 

Ну хорошо, прикинем коэфф.связи для вашей схемы. Сперва замечу, что С1 можно вообще убрать и иметь контурную ёмкость и емкостной делитель как одно целое. Но тогда в него включаются не только явные ёмкости (т.е конденсаторы), но и неявные, паразитные, нестабильные, плохо расчитываемые, такие как ёмкость монтажа, транзистора и т.п. Поэтому стараются не приближаться в значениях Ксв до единицы. В вашей схеме из-за довольно большого значения С2 (кажется, 560 пф) Ксв б = 0,88, а Ксв э = 0,44. Как это расчитывается? Представьте, что в схеме не емкостной делитель, а резисторный, но эти "как бы резисторы" называются емкостными сопротивлениями и определяются не только емкостями конденсаторов, но и частотой. Формула такая: Хс = 1/ (2 Пи F C) (омы, герцы, фарады). И тогда всё считается как в резисторном делителе. Но поскольку частота постоянна и в формулах сокращается, я такие дела прикидываю "на пальцах": эквивалент 3-х последовательных конденсаторов, подключенный параллельно С1, равен 66 пф. И тогда Ксв б равен отношению всего делителя и его нижнего плеча 66/75 пф=0,88. Ну а Ксв э тем же методом при одинаковых С3=С4=150 пф равен 0,44. Аналогично при равных С2,С3,С4 (при любой их ёмкости) получим Ксв б = 2/3, Ксв э = 1/3.
Двухкратная разница обоих Ксв имеет смысл только для схемы В и неабсолютна. Генератор вполне будет работать и тогда, когда это отношение будет ближе к 1. Но чем ближе оно к 1, тем неустойчивее будет запуск, и наконец при равенстве обоих Ксв схема В работать не будет. При сильном превышении двойки генерация будет, но появятся проблемы с чистотой генерируемого сигнала - будет много лишних гармоник. Всё это можно расчитать, но формулы столь громоздки, что даже в профессиональной практике часто довольствуются приведёнными выше эмпирическими прикидками.

 

Ничего сверхестественного от замены кремния на германий не произойдёт...не стОит...

 

Ну, по поводу сравнения Ge и Si скажу лишь, что на Ge в своё время делались усилительные каскады с питанием от 0,4 вольт. Не верите - почитайте у Полякова! На Si такое принципиально невозможно. Но сейчас время Ge-транзисторов ушло, с этим трудно не согласиться.
А вот и мои личные впечатления. Попал как-то в мои лапы выброшенный волнами на берег военный гидроакустический буй. Питание там - от т.н. наливного элемента (электролит - морская вода, Uвых - менее 1 вольта). Накал ламп там шёл напрямую, а анодные цепи - от преобразователя на Ge-транзисторах МП42.

 

По поводу сравнения Ge и Si.

У меня в одной схеме блокинг-генератор на каком-то МП устойчиво работал от 0,2 В, потребляя 20 мкА.

 

Сейчас посчитаем...

 

Забил я все что можно в Ексель, и начал играться, при равных C3 и C4 по номиналам, отношение KsvB/KsvE будет всегда строго 2 к 1. Чем больше номиналы C3 и C4, тем меньше KsvB и KsvE. Например, при изменении значения обоих кондеров до 10 пФ, KsvB будет близок к 1, при изменении обоих до 1000 пФ KsvB будет 0.3
Относительно друг друга с C3 и C4 определились! Правда конкретно, не определились, ну оставим по 150 пик. Но это произвольно выбрано, без теории.
Изменение номинала C2 мало влияет на Ksv. И Варьировать можно в широчайших пределах. Мне рекоммендовали уменьшить номинал C2, теорией "много" или "мало" для C2 не подтверждали, поставил для него 220 пик. Для того, чтобы емкость контура численно совпадала с емкостью C2, рихтую все это дело с помощью изменения C1.

Надо будет пересчитать и дроссель L1 под новую емкость контура, это тоже сделал. Также L2, чтобы был "значительно" больше L1, надо бы увеличить, т.е. надо найти что-то заводское порядка 470 мкГн и не мучаться

Вот результаты:
C1 165
C2 220
C3 150
C4 150
KsvB/KsvE 2
KsvB 0,75
KsvE 0,37
Ckont 221

Прилогаю также картинку.