HAMforum.ru

Вторым заходом решил попробовать двухтактную схему На входе:
(максимальный неискажаемый сигнал на входе 100 мВ р-р) На выходе: 208мВ/24,6мВ = 8,45 (+18,5 дБ)

Сравним спектры, которые показывают разные приборы.
Хантек DSO 5102P
(нет привязки к уровню) Оса 103м
(-10,5 dBm) Nex1 NS-30
(-10,3 dBm)

Снимаю АЧХ
-50, -40, -30, -20 дБ Если поставить конденсаторы на эмиттерные резисторы, то усиление возрастёт.
Но страдает ровность АЧХ

Ладно, не будем экономить.
Попробуем классику У меня она получилась вот так (12В х 40 мА) Чтобы вход осы не перегружался, снял АЧХ от сигнала -25 дБм
по -3 дБ полоса от 0,6 до 13,2 МГц, выход около 0 дБм На более низких уровнях линейность присутствует
(графики на входных уровнях примерно -50, -40, -30, -20 дБм) .
Максимальный уровень сигнала на входе 0,35 В р-р (-5 дБм)
Входное сопротивление близко к 50 Омам (без нагрузки 0,7В под нагрузкой 0,35В) Выход при этом (на 50 Ом) 5,2 В р-р (+18 дБм) Усиление выходит +23 дБ

На входе (от осы -25 дБм) На выходе усилителя около 0 дБм по анализатору усиление +24 дБ.
Гармоник почти не добавилось.

Хм, если я не вижу увеличение уровня гармоник это не значит, что их нет.
Берём генератор почище (вторая гармоника примерно -65 dBc) на выходе вторая гармоника -55 dBc, что в общем тоже неплохо

Как мне не хотелось тратить целых 40 мА на каскад, но видимо придётся
Посмотрим, что же я вчера намерил.
Измерял я только напряжения и общий потребляемый ток. Это режим по постоянному току:
- напряжение коллектора 10,67 В,
- ток коллектора 34,6 мА,
- напряжение эмиттера 1,36 В,
- смещение 0,74 В,
- ток базы 1,23 мА.

Так как нагрузочный трансформатор у нас использован в автотрансформаторном включении, то
Напряжение сигнала на коллекторе в два раза выше, чем на выходе Если принять остаточное напряжение коллектор-эмиттер = 3 В, то
максимальная амплитуда на коллекторе будет 10,67В - 1,36В - 3В = 6,3 В. В моих замерах размах неискажённого выходного сигнала был 5,2 В, следовательно, на коллекторе амплитуда составляла примерно те же 5,2 В, что немного меньше максимально расчётных 6,3 В.

Почему приняли остаточное напряжение Uкэ = 3 В ?
Надо посмотреть на график коллекторных характеристик График приблизительный, числа буду округлять до десятых.
Точка покоя у нас Uкп = 10,7 В, Iкп = 35 мА.
Эквивалентная нагрузка 200 Ом.

Строим нагрузочную прямую с углом наклона на сопротивление 200 Ом (это 20 В на 100 мА).
Переносим нагрузочную прямую в точку покоя и видим:
- ток через транзистор не должен прерываться (мы не должны заходить в область отсечки), так что максимальное напряжение коллектора не может превышать 16,7 В.
Тут может возникнуть вопрос "откуда 16 В при питании всего 12В ?" Самоиндукция трансформатора позволяет получить до х2 от напряжения питания.
Итак, правая полуволна коллекторного сигнала не может быть больше чем 16,7-10,7 = 6В.

Идём дальше
- мы не должны заходить в область насыщения. Но перед этой областью находятся искривлённые части линий характеристик при постоянных токах базы. Если мы будем использовать эту область искривлённых линий, то получим значительные искажения сигнала.
Я обозначил эту область зелёным маркером.
Получается, что левая полуволна коллекторного сигнала также ограничивается значением примерно 6 В.
Выходит, точка покоя выбрана рационально. Каскад работает в режиме А (что объясняет малый уровень измеренных гармоник).

Если на графике измерить расстояние от нуля до левой границы полуволны, то получим примерно 3 вольта, которые мы и принимаем как остаточное напряжение коллектора.
Также видим, что при бОльших токах, порядка 200 мА, нужно оставлять 5 В на коллекторе.

P.S.
По рисунку с трансформатором из предыдущего поста - почему верхний вывод трансформатора заземлён, если на самом деле но подключен к плюсу?
Потому, что линия питания соединена через конденсатор 47нФ с общим. Через этот конденсатор и протекает ток нашего усиленного сигнала. Поэтому важно размещать этот конденсатор как можно ближе к цепям эмиттера, и делать его составным, с распределённой ёмкостью.

Если этот конденсатор убрать из схемы, усилитель работать не будет.

Теперь посмотрим, что у нас в эмиттерной цепи.
На высоких частотах, когда ток в основном протекает через конденсатор 47 нФ, сопротивление этой цепи близко к 5 Омам.
На малых частотах, когда реактивное сопротивление конденсатора велико, эта цепь имеет сопротивление 38 Ом.
Например, на постоянном токе 1,365 В / 38 Ом = 35,9 мА.

Установленная сейчас в схему ёмкость 47 нФ начинает существенно влиять на частотах выше 100 кГц, т.к.
Хс = 1/2ПиFC = 1/2*3,14*100000*47*(1/1000000000) = 34 Ом.
На 3650 кГц Хс = 0,9 Ом.
Таким образом, при отсутствии сигнала (или на сигналах ниже 100 кГц) каскад находится в режиме покоя, а при появлении сигнала на входе - сопротивление эмиттерной цепи становится близко к 6 Омам на 80 метровом диапазоне.

Рассмотрим цепь смещения.
Это обычный резистивный делитель, но с некоторыми особенностями.
Во-первых, тут установлен дроссель 100 мкГн, но вернёмся к нему чуть позже.

Сначала посчитаем делитель.
Питание делителя Uпит = 10,67 В.
Ток эмиттера Iэп = 38 мА.
Ток базы Iбп = 1,2 мА.
Напряжение смещения Uбэп = 0,74 В.
Ток делителя Iдел = 4,5 мА.

R2 = Iэп*R1+Uбэп / Iдел = 36мА*38 Ом +0,74 В / 4,5 мА = 468 Ом.
R3 = Uпит - Iдел*R2 / Iдел+Iбп = 10,67В- 4,5мА*468 Ом / 4,5 мА+1,2 мА = 10,67В-2,106В / 5,7 мА = 1502 Ом.

Теперь посмотрим на дроссель.
На входное сопротивление влияют резисторы делителя и сопротивление цепи база-эмиттер.
R3 = 1.5 кОм оказывает малое влияние, но R2 = 470 Ом следует нейтрализовать.
Сопротивление дросселя 100 мкГн на частоте 3650 кГц равно XL = 2ПиFL = 2*3,14*3650000*100*(1/1000000) = 2292 Ом, что гораздо больше, чем 470 Ом.
Следовательно, на частотах выше примерно 750 кГц дроссель имеет сопротивление выше 470 Ом, что совместно с резисторами делителя оказывает незначительное влияние на входное сопротивление.

Как выбраны напряжение смещения, ток базы, ток делителя?
Понятно, что в данном примере я их просто измерил
Но мы уже назначили ток коллектора 35 мА, зная бетту транзистора В = 20...30, можно определить ток базы Iб = Iк/B = 35/20...30 = 1,16...1,75 мА.
Ток делителя - примерно в 5 раз больше тока базы.

Перемотал трансформатор по другому:
- взял жёсткий провод ПЭВ 0,6 мм без скрутки,
- намотал 8+8 витков (замеренная индуктивность каждой обмотки 85 мкГн),
- кольцо китайское зелёное, размерами 10х6х5, проницаемость около 2700.
Решил посмотреть, как поменяется АЧХ при изменении эмиттерного конденсатора.
Смотреть буду в полосе от 0,1 МГц до 100 МГц
- без конденсатора - 1 нФ - 10 нФ - 100 нФ .
Последний график лучше рассмотреть в полосе 100 кГц...20 МГц .
Ради интереса поставим конденсатор 1 мкФ какое-то влияние видно в полосе 100 кГц...1 МГц - добавляется усиление на низких частотах, полоса расширяется вниз.
Картина на верхних частотах практически не изменяется.

Имеет смысл оставить конденсатор 47...100 нФ.

Теперь попробуем ввести цепь коррекции: конденсатор 10 нФ + резистор параллельно резистору смещения 1к5 в исходной схеме.
- без коррекции - 10нФ+1к5 - 10нФ+1к - 10нФ+510 Ом Видим, что усиление постепенно падает, но только в области нижних частот. В результате АЧХ выравнивается.