УМ для Amator SA на ЭМФ

[ru0aog]

Так.
А если раскрутить на всю железку?
Выставляю на генераторе 3,5 В р-р без нагрузки

На входе спектроскопа поставил коаксиальный аттенюатор -10 дБ, и включил аттенюатор на приборе -30 дБ.

Входной сигнал
+6 dBm = 450 mV = 1,3 V p-p

Питание +28 В
Транзисторы моментально нагреваются!

Резистор смещения 470 Ом, смещение +15 В

На выходе 3,8 дел х 5 В/дел
19 В р-р = 6,7 В = +30 dBm = 0,9 Вт

Всё верно: +30 dBm (показывает +20 и ещё 10 внешний аттенюатор)
Третья гармоника на 20 дБ ниже основного тона

[ru0aog]

Понижаем питание до 12 В

На выходе
3 дел х 5 В/дел = 15 В р-р = 5,3 В = +27,5 dBm

+27,5 dBm = 0,56 Вт
Третья гармоника на 16 дБ ниже первой

В таком режиме транзисторы могут значительно дольше обходиться без радиатора.

[ru0aog]

Попробуем известную однотактную схему
два сложенных кольца К12х8х3 М1000, 2х10 вит

собираем

Максимально неискажённые уровни:
на входе +3dBm
на выходе +19 dBm (аттенюатор в нагрузке = -30 dB)

цепочка 100н+470 не только снижает усиление (тем самым выравнивая АЧХ на высоких частотах), но и, как оказалось, удерживает каскад от самовозбуждения при отсутствии нагрузки.
Можно немножко разогнать ток покоя (углубившись в режим А), при этом падает уровень гармоник.

Забавно. При отборе LCR-T4 показал hFe этого транзистора = 19. Может батарейка уже села (+8,2 В).

[ru0aog]

Может с цифирью пока поиграться?
Для класса А в трансформаторном включении.
Вот есть у нас вот такие графики

и вот такие характеристики

У нас трансформаторная нагрузка, поэтому Uкэп будет примерно равно напряжению питания Uпит.
Фактически, напряжение покоя коллектор-эмиттер будет немного меньше Uпит, на величину тока покоя эмиттера, умноженного на сопротивление в эмиттерной цепи.

Для режима А самым тяжёлым (по мощности) случаем будет работа без входного сигнала (то есть, в состоянии покоя - точка П).
Пускай подводимая мощность в этой точке будет = 2,0 Вт.
В характеристиках указана максимальная динамическая 2,5 Вт, думаю 2,0 Вт в статическом режиме выдержит

[ru0aog]

Сколько напряжения оставить на эмиттерном резисторе?
Оно там нужно для термостабилизации:
при росте нагрева кристалла растёт ток через транзистор -> больше напряжения падает на этом резисторе -> меньше напряжения падает на переходе Б-Э -> напряжение смещения падает -> ток через транзистор уменьшается -> температура кристалла падает.

Пускай будет 0,5 Вольта.
Тогда, напряжение к-э в точке покоя
Uкэп = Uпит - UR1 = 12В - 0,5В = 11,5 В.

Ток покоя коллектора определяем из подводимой мощности
Iкп = Рк/Uкэп = 2 Вт / 11,5 В = 0,170 А.

Ток эмиттера будет примерно равен току коллектора (плюс незначительный ток базы) Iэп=Iкп, поэтому можно определить сопротивление эмиттерной цепи R1 = UR1 / Iэп = 0,5В / 0,17 А = 3 Ом.

С точкой покоя определились Uкэп = 11,5 В, Iкп = 170 мА.

Какова же у нас амплитуда тока коллектора?
Для класса А амплитуда тока коллектора не может превышать удвоенный ток покоя, то есть Iкm < 2*Iкп = 2*170 мА = 340 мА.
Фактически, ток будет несколько меньше из-за пересечения нагрузочной прямой с линией граничного режима. Т.е. нам нельзя заходить в область отсечки.

В справочнике дано напряжение насыщения К-Э = 1 В при токе 0,2 А, то есть крутизна линии граничного режима (ЛГР) КТ606 = 200 мА/В.
Для тока Iкm = 340 мА, минимальное остаточное напряжение на коллекторе будет Uкэмин = 340 мА / 200 = 1,7 В.
Так как амплитуда тока коллектора фактически будет немного меньше, то и напряжение отсечки будет чуть меньше, но это пойдёт в запас

Отсюда мы получаем амплитуду напряжения коллектор-эмиттер Uкm = Uкэп - Uкэмин = 11,5 В - 1,7 В = 9,8 В.
Максимальное напряжение на коллекторе Uкэмин+2*Uкm = 1,7В+2*9,8В = 21,3 В < Uкэмакс = 65 В

Какой замечательный режим Uкm = 9,8 В, Iкm = 340 мА.
Для его обеспечения нужно, чтобы коллекторная цепь по переменному току была нагружена на эквивалентное сопротивление Rн` = Uкm / Iкm = 9,8В / 340 мА = 28,8 Ом.
При этом, мощность сигнала получается Рвых = Uкm * Iкm /2 = 9,8В * 340 мА / 2 = 1,67 Вт.

[ru0aog]

Теперь - как выставить транзистор в рассчитанную нами точку покоя?

Я намерил коэффициент передачи тока этого транзистора (на постоянном токе) В = 19.
Значит, при токе коллектора 0,17 А ток базы должен составлять Iбп = Iкп / В = 170 мА / 19 = 9 мА.
Делитель R2/R3 должен этот ток обеспечить.
Для этого, по рекомендациям,
ток через делитель должен составлять Iдел > (5...10)*Iбп = 45...90 мА.
Но при этом желательно также, чтобы ток делителя был не более Iдел < (0,1...0,15)*Iкп = 17...25 мА.

Примем Iдел = 35 мА.
Входной характеристики у меня нет, поэтому приму ориентировочно Uбэп = 0,7 В.

R2 = Iэп*R1+Uбэп / Iдел = (170мА+9мА)*3 Ом +0,7 В / 35 мА = 35 Ом.
R3 = Uпит - Iдел*R2 / Iдел+Iбп = 12В- 35мА*35 Ом / 35 мА + 9 мА = 12В-1,225В / 44 мА = 245 Ом.

Как видим, входное сопротивление с таким делителем далеко от 50 Ом.

Посчитаем выходной трансформатор.
Эквивалентное нагрузочное сопротивление Rн` = 28,8 Ом.
Сопротивление нагрузки Rн = 50 Ом.
Коэффициент трансформации n = корень (Rн/Rн`) = корень (50/28,8) = 1,32.
То есть, в первичной обмотке должно быть 3 витка, а во вторичной = 4.

Не знаю - верно ли я посчитал
Надо бы проверить на практике.

[ru0aog]

Так, нашёл неточность.
При токе коллектора 0,33 А на КЭ упадёт 0,33/0,2=1,65 В, и на резисторе упадёт (0,33+0,09) *3 Ом = 1,26 В.
Итого 1,65+1,26 = 2,91 В. Пускай 3 В.
А источник всего 12 В, на амплитуду напряжения на коллекторе остаётся Uкm = 12В-3В = 9 В.

Коэффициенты Берга для основной гармоники (угол отсечки 360 градусов - режим А) а0 = 0,5, а1 = 0,5.
Постоянная составляющая коллекторного тока Iко = Ро / Uпит = 2,0 Вт / 12 В = 0,165 А.
Максимальный импульс коллекторного тока Iкm = Iкo / а0 = 0,165 А / 0,5 = 0,330 А.
Эквивалентное сопротивление коллекторной нагрузки Rн` = Uкm / Iкm = 9В / 0,33 А = 27,2 Ом.
Мощность основной гармоники Р1= Iкm*Uкm /2 = 0,33А*9В/2 = 1,48 Вт.
Хм...
что-то я не то считаю: подводимая 2 Вт, полезная 1,48 Вт значит КПД = 1,48/2 = 0,74 (а должно быть не более 0,5)

Коэффициенты Берга

[ru0aog]

Интересно - где-нибудь есть входные и выходные ВАХ-и на КТ606 ?

[ru0aog]

Отключил все цепочки коррекции и обмерил ещё раз

На коллекторе размах сигнала от +8 до +16 В

На эмиттере размах от +0,13 до +0,85 В

Значит, ток эмиттера меняется от 12 до 77 мА.

[ru0aog]

Уменьшил эмиттерный резистор

дал сигнал с генератора 1,5 В р-р и загнал в ограничение.
Между генератором и входом резистор 51 Ом.
На выходе генератора

на базе

на эмиттере

на коллекторе

на нагрузке 50 Ом