Расчёт схемы на транзисторе

**Neo** · 19.02.2009, 22:49

Хочу разобраться с расчетами схем на транзисторах. В качестве примера решил взять схему "Генератора для настройки ПЧ-тракта радиоприемника" http://cxem.net/cb/1-5.php (Рис 1). Сразу помещаю графики "входной" (рис 2) и "выходной" (рис 3) характеристики транзистора кт3102

R1, R2 - резистивный делитель напряжения
C2, C3 - емкостной делитель напряжения (Используется реактивное сопр. конденсатора)
С1, С5 - разделительные конденсаторы (Не пропускают постоянный ток)
R3 - нагрузка транзистора
R4, C4 - Интегрирующая цепь (Используется как фильтр)

Резистивный делитель расчитывается через формулу "закона Ома" - U=IxR; I=U/R; R=U/I http://www.gelezo.com/electricity/54...ryajeniya.html
В нашем случае сначало определяется общее сопротивление делителя R1 + R2 затем определяется общий ток через него I=U/R и в конечном итоге вычисляется падение напряжения на каждом резисторе делителя U=IxR

**UR5QOP** · 19.02.2009, 23:00

В учебниках 30 летней давности для техникумов хорошо изложено.

**Neo** · 19.02.2009, 23:02

Сообщение от victorqop

В учебниках 30 летней давности для техникумов хорошо изложено.

К сожалению там изложено путанным академическим языком и мне не понятно. Может вы и правы, но где их теперь найти?

Добавлено через 47 минут
Как я себе представляю: с выхода (эмиттер) транзистора VT1 сигнал поступает через емкостной делитель напряжения С2-С3 на базу компенсируя потери и поддерживая колxxxxия. Если подать на вход (база) транзистора VT1 полное напряжение минуя делитель, то амплитуда колxxxxия будет чрезмерно большая и транзистор войдет в режим насыщения вызывая ограничение сигнала.

Вопрос: Правильно ли я определил, что C2-C3, это делитель. Если да, то тогда как он расчитывается, ведь схема включения его не традиционна - ток проходит через C3, когда как в традиционном ток проходит через весь делитель?

**RX3APE** · 21.02.2009, 18:14

Уважаемый Neo!
Очевидно, Вы не изучали радиотехнику и физику (школьный курс не в счет), поэтому Ваши вопросы кажутся слишком "наивными" участникам форума... Для того, чтобы во всем этом хорошо разобраться, конечно, нужно читать книжки (интернет), есть достаточно простые (без формул...).
Вы сразу взялись за не простой вопрос - автогенератор. При всей простоте схемы теория автогенератора основана на достаточно сложной высшей математике (нелинейные дифференциальные уравнения! :-). Поэтому досканально работу автогенератора вряд ли знает 95% участников форума... :-).
К счастью, для того, чтобы спаять и настороить автогенератор (в данном случае "емкостную трехточку", совсем не обязательно лезть в дебри высшей математики!
Итак, попробуем ответить на Ваш вопрос (на уровне, доступном человеку без радиотехнического образования): Во-первых, имеется колебательный контур, который состоит из индуктивности (в данном случае кварцевый резонатор работает в режиме индуктивности с высокой добротностью) и емкости (последовательное соединение С2 и С3 (мы не учитываем входную емкость транзистора и т.д., а то совсем запутаемся!). Этот колебательный контур "задает" частоту. Напряжение с контура поступает на усилитель (базу транзистора). Усиленный сигнал (по току!) возвращается в колебательный контур ( в его емкостную ветвь, бывает в индуктивную - это будет индуктивная трехточка), так как для поддержания колxxxxий достаточно ЧАСТИ энергии, усиленной транзистором, то выходной ток подается на часть емкости колебательного контура. При этом выражение "емкостной делитель" не совсем корректно для понимания работы схемы, так как естественно, если бы не было колебательного контура, то "делитель" не смог бы увеличить напряжение (на бвзе напряжение д.б. больше, чем на эмиттере!). Увеличение напряжения происходит за счет индуктивности колебательного контура.
Следует также заметить, что чем сильнее обратная связь, тем больше щунтируется контур и снижается добротность (и стабильность) генератора.
Еще раз подчеркиваю, что объяснение упрощенное, но надеюсь, поможет понять как работает схема.
Вадим.

**Neo** · 23.02.2009, 13:03

Во-первых, последнее мое сообщение было в отсутствии меня отредактировано с заменой слова колxxxxия на колxxxxия с целью, как я подозреваю, надо мною пошутить.

Во-вторых, вы забываетесь что находитесь на форуме радиолюбителей, а не преподавателей и я бы больше не хотел получать ваших ответов.

В-третьих, мой вопрос заключался в поиске формул для расчета емкостного делителя C2-C3 в нетрадиционном своем включении.

Ваше описание не содержит ровным счетом ни чего нового, чего бы нельзя было прочитать в любой книге. Вам, как знатоку вопрос: покажите на графике усиление по току транзистора?

Повторимся:

VT1 - n-p-n транзистор включен по схеме с общим коллектором (характеризуется напряж. на вых. и вх. в фазе). Обладает большим усилением по току и низким по напряжению.
R1, R2 - резистивный делитель напряжения (создает смещение рабочей точки)
C2, C3 - емкостной делитель напряжения (Используется реактивное сопр. конденсатора)
С1, С5 - разделительные конденсаторы (Не пропускают постоянный ток)
R3 - нагрузка транзистора (определяет нагрузочную характеристику)
R4, C4 - Интегрирующая цепь (Используется как фильтр) http://naf-st.ru/articles/digit/difintcon/
ZQ1 - кварцевая пластина. Обладает т.н. пьезоэффектом, когда под воздействием механического давления электрического тока на пластину, она изгибается и вследствии поверхностного натяжения материи создаются электрические заряды разноименной полярности.

Принцип работы схемы:

При подаче питания на схему происходит, из-за неустоявшихся режимов, скачок (импульс). Этот импульс с выхода транзистора передается емкостным делителем на вход транзистора складываясь с напряжением смещения - это начало колxxxxий, пока что не стабилизированных по частоте. Тот же импульс на входе транзистора передается через разделительный конденсатор C1 и на кварцевую пластину создавая на ней разность потенциалов и как следствие механическое искривление. На пластине создаются заряды обратной полярности пришедшего импульса, которые вычитаются из импульса - транзистор закрывается. Затем пластина с определенным временным промежутком, который задается размером кристала и вариантом подсоединения контактов, возвращается к своему первоначальному положению...

**RX3APE** · 23.02.2009, 13:26

Уважаемый Neo!
Если Вы обиделись на меня, то напрасно! Я не имел такой цели, тем не менее приношу свои извинения!
Если вопрос по усилению по току ко мне, то отвечаю:
На Вашей картинке (выходных характеристик) прочерчена прямая линия - это так называемая нагрузочная характеристика. Она пересекает две линии (зависимости коллекторного тока, примерно равного эмиттерному, от тока базы). Разность токов базы между этими двумя линиями = 10мка (написано под графиком), при этом разность тока коллектора примерно 4ма... Соответственно к-т усиления по току = 4000мка/10мка= 400, что соответствует паспортным данным статического (на постоянном токе) к-та для этих транзисторов. На переменном токе этот к-т будет уменьшаться, но их ЭТИХ хпрпктеристик этого нельзя увидеть.
С уважением, Вадим.

**Neo** · 23.02.2009, 15:46

Тогда извините и меня. Спасибо за рассказ! Но как же быть с делителем напряжения нестандартного типа - обратного включения? У вас есть формула для его расчета? Или я что-то путаю и это не делитель, тогда какую роль выполняет эта цепочка конденсаторов?

**KulibinV** · 23.02.2009, 18:14

Нео , 2 замечания .
1 , очевидное . Делитель R1 и R2 должен обеспечивать работу транзистора
в активной области .
2. Вообще , говорить о емкостном делителе из ТРЕХ конденсаторов возможно .
НО только в понятиях компле(')ксных чисел .

Вам надо нарисовать компле(')ксную фазовую диаграмму.
Вход и выход в #7 у вас перепутаны .
При правильном названии входа и выхода

U вых (это на с3 на № 7) = U вх(на с2+с3)/[z3/z2+z3].

только Вас интересует ФАЗА

**LY1CE** · 23.02.2009, 22:13

Сообщение от Neo

Во-первых, последнее мое сообщение было в отсутствии меня отредактировано с заменой слова колxxxxия на колxxxxия с целью, как я подозреваю, надо мною пошутить.

Уважаемый Neo.
Тот, кто над Вами так подшутил на Ваше возмущение никак не отреагирует.
Причина проста - это сделала компьютерная программа, которая следит чтобы на страницах форума не появлялись всякие нехорошие слова.
Почему это произошло Вы поймете, если отбросите те части искаженного слова, которые остались нетронутыми и мысленно восстановите ту часть, которая заменена этими оскорбительными хххх

А что касается содержательной части Ваших вопросов, то если Вас не устроили уже полученные ответы, то ничего больше не остается, как читать книжки на академическом языке.

**DMJ** · 24.02.2009, 10:00

Сообщение от Neo

...или я что-то путаю и это не делитель, тогда какую роль выполняет эта цепочка конденсаторов?

Это действительно не делитель, потому что точка соединения конденсаторов C2 и C3 - его вход, а не выход. "Делитель" образуют конденсатор C2 и эквивалентная индуктивнось цепи из конденсатора C1 и кварцевого резонатора. Конденсатор C3 настраивает всю систему в резонанс на частоте генерации, лежащей между частотами параллельного и последовательного резонанса кварца.

Слово "делитель" я взял в кавычки, потому что на самом деле это повышающий трансформатор с коэффициентом трансформации на резонансной частоте Kт=(С2+С3)/C2. Чтобы генератор возбудился, произведение Kт на коэффициент передачи активного элемента (у эмиттерного повторителя он немного меньше единицы) должно быть больше единицы. С увеличением этого произведения колxxxxия нарастают быстрее, но уровень гармоник в выходном сигнале растет. Из этого и исходят при выборе отношения C2/C3.

Конкретные значения их емкости допустимо выбирать в очень больших пределах. При необходимости точного расчета учитывают параметры кварцевого резонатора, входное и выходное сопротивление транзистора, вносимый им на данной частоте фазовый сдвиг и другие тонкости. Читайте толстые умные книги!

**RA9CTW** · 24.02.2009, 10:16

Сообщение от Neo

[b]

Ваше описание не содержит ровным счетом ни чего нового, чего бы нельзя было прочитать в любой книге. ...

Так в этих книгах всё ясно сказано.

**UA3IRS** · 24.02.2009, 10:22

Сообщение от LY1CE

Тот, кто над Вами так подшутил на Ваше возмущение никак не отреагирует. Причина проста - это сделала компьютерная программа, которая следит чтобы на страницах форума не появлялись всякие нехорошие слова. Почему это произошло Вы поймете, если отбросите те части искаженного слова, которые остались нетронутыми и мысленно восстановите ту часть, которая заменена этими оскорбительными хххх

Полностью подтверждаю ход ваших мыслей. Эта работа робота-автоцензора.

**KulibinV** · 24.02.2009, 13:51

Сообщение от DMJ

Это действительно не делитель, потому что точка соединения конденсаторов C2 и C3 - его вход, а не выход. "Делитель" образуют конденсатор C2 и эквивалентная индуктивнось цепи из конденсатора C1 и кварцевого резонатора. Конденсатор C3 настраивает всю систему в резонанс на частоте генерации, лежащей между частотами параллельного и последовательного резонанса кварца.

Слово "делитель" я взял в кавычки, потому что на самом деле это повышающий трансформатор с коэффициентом трансформации на резонансной частоте Kт=(С2+С3)/C2. Чтобы генератор возбудился, произведение Kт на коэффициент передачи активного элемента (у эмиттерного повторителя он немного меньше единицы) должно быть больше единицы. С увеличением этого произведения колxxxxия нарастают быстрее, но уровень гармоник в выходном сигнале растет. Из этого и исходят при выборе отношения C2/C3.

Конкретные значения их емкости допустимо выбирать в очень больших пределах. При необходимости точного расчета учитывают параметры кварцевого резонатора, входное и выходное сопротивление транзистора, вносимый им на данной частоте фазовый сдвиг и другие тонкости. Читайте толстые умные книги!

пассивные радиоцепи обладают свойством обратимости . Посему делитель/трансформатор
суть едино . При ,заметтьте,этом основную часть емкостного импеданса дает С1,
как имеющий меньшую емкость .

**Neo** · 24.02.2009, 20:38

Сообщение от LY1CE

Уважаемый Neo.
Тот, кто над Вами так подшутил на Ваше возмущение никак не отреагирует.
Причина проста - это сделала компьютерная программа, которая следит чтобы на страницах форума не появлялись всякие нехорошие слова.
Почему это произошло Вы поймете, если отбросите те части искаженного слова, которые остались нетронутыми и мысленно восстановите ту часть, которая заменена этими оскорбительными хххх

Отдаю вам должное, я не догадался. Со мной уже бывали такие случаи, поэтому мне показалось, что сообщение отредактировано.

Сообщение от LY1CE

А что касается содержательной части Ваших вопросов, то если Вас не устроили уже полученные ответы, то ничего больше не остается, как читать книжки на академическом языке.

Похоже на то.

Сообщение от RA9CTW

Так в этих книгах всё ясно сказано.

Вы забыли добавить, что лично для вас понятно, так как в своих практических делах вы довольствуетесь только смыслом содержащимся в скомпонованной формуле.

Сообщение от KulibinV

1 , очевидное . Делитель R1 и R2 должен обеспечивать работу транзистора
в активной области .

Согласен, так будет грамотнее.

Сообщение от KulibinV

2. Вообще , говорить о емкостном делителе из ТРЕХ конденсаторов возможно .
НО только в понятиях компле(')ксных чисел .

Непонимаю при чем здесь комплексные числа? Еще раз повторюсь: делитель именно из ДВУХ конденсаторов - C2, С3. Конденсатор С1 - это разделительный элемент, если бы его небыло, то на кварцевый резонатор поступало бы постоянное напряжение, которое препятствовало бы возникновению колxxxxий. В случае замены резонатора на контур, конденсатор остается, т.к. постоянное напряжение и в этом случае мешало возникновению колxxxxий. А вот в регенеративном детекторе, конденсатор C1 отсутствует и сигнал поступает напрямую со связанного параллельного контура. Это объясняется тем, что задающие колxxxxия возникает до контура и еще в первую очередь тем, что нету смещения, а значит постоянного тока. Те два связанных контура, что вы видите на картинке, содержат в своих обмотках по конденсатору, эти конденсаторы настраивают таковые в резонанс, но ни в коем случае не являются частью делителя.

**KulibinV** · 24.02.2009, 22:31

Сообщение от Neo

Непонимаю при чем здесь комплексные числа? Еще раз повторюсь: делитель именно из ДВУХ конденсаторов - C2, С3. Конденсатор С1 - это разделительный элемент, если бы его небыло, то на кварцевый резонатор поступало бы постоянное напряжение, которое препятствовало бы возникновению колxxxxий. В случае замены резонатора на контур, конденсатор остается, т.к. постоянное напряжение и в этом случае мешало возникновению колxxxxий. А вот в регенеративном детекторе, конденсатор C1 отсутствует и сигнал поступает напрямую со связанного параллельного контура. Это объясняется тем, что задающие колxxxxия возникает до контура и еще в первую очередь тем, что нету смещения, а значит постоянного тока. Те два связанных контура, что вы видите на картинке, содержат в своих обмотках по конденсатору, эти конденсаторы настраивают таковые в резонанс, но ни в коем случае не являются частью делителя.

1. При том , что соприотивление (импеданс) конденсатора на частоте носит реактивный
(мнимый в компле(')ксном исчислении характер).
2. постоянка (смещение)не препятствует возникновению в LС контуре . А вот наибольшую
емкостную состовляющую импеданса даст наименьшая емкость . Смотрите номиналы .

по поводу ламповой схемы - Вы путаете кислое с длинным .