Всем привет! Помогите пожалуйста понять правильно ли я рассчитал схему. После освежения в памяти основ работы с транзисторами я захотел в качестве практики собрать усилитель на 10 мегагерц, в качестве параметров определил себе следующие: Ku = 10, Rвх >= 10k, Rвых = 100 ом, схема с общим эмиттером, h21э транзюков > 160, Iпок = 1мА
Произвел простенький расчет по постоянному току исходя из тока покоя 1 миллиампер, получилось следующее, при VCC = 12V и желаемой половине напряжения питания на коллекторе Q4 получилось что R15 и R16, равные по номиналу так как нас усиление по постоянному току не интересует, и можно взять Ku = 1 для этой части схемы, должны быть равны 6 / 0.001 = 6кОм (5.6 кОм в ряду Е12) Q5 выполняет роль эмиттерного повторителя чтобы увеличить входное сопротивление Q4, которое по переменному току весьма мало и составляет 10 ом (сопротивление конденсатора C11 в цепи эмиттера на частоте 10 МГц) умноженное а h21э 160 и составляющее >= 1600 Ом. Его входное сопротивление по постоянному току составляет 5.6кОм * 160 * 160 >= 143 МОм, по переменному 10 * 160 * 160 >= 256кОм R18 и R19 выбирались по принципу R18 R19 как минимум в 10 раз меньше RвыхQ5 по постоянному току и R18 R19 как минимум в 10 раз больше Rвх по переменному току, были выбраны значения 300 кОм для R18 и 220 кОм для R19
По переменному току получилось следующее: так как Ku = 10, тогда RкQ4/RэQ4 = 10. Rк = Rнагр = 100 Ом, следовательно Rэ = 100 / 10 = 10 Ом (С11). RвхQ4 >= 1.6кОм, RвхQ5 >= 256кОм. Проходной конденсатор выбирался так чтобы его сопротивление было в 10 раз меньше чем номинальное входное сопротивление. 10 кОм / 10 = 1кОм, C >= 15 пикофарад
Подключив в протеусе осциллограф и подав на С12 синус с амплитудой 1 вольт я ожидал увидеть на канале 1 10 вольт, но с удивлением обнаружил что протеус показывает сигнал даже меньше чем на входе. На этом мое понимание закончилось, потому что либо протеус врет, либо я что-то упускаю либо фундаментально не понимаю. Помогите пожалуйста разобраться, дело в ошибке симуляции программы или такой усилитель действительно не будет работать (и если да то почему)?
Заранее спасибо за помощь, надеюсь что с вами мне удастся разобраться и в дальнейшем проектировать схемы лучше)
...У Вас режим транзисторов неправильный: делитель R17 R18 должен быть выбран так, что напряжение на базе транзистора примерно равно 2/3 напряжения источника питания... В Вашем случае - оба транзистора открыты и насыщены, поэтому усиливать ничего не могут...
Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей.
1) Усилитель нагружен на параллельно соединённые резистор 5 К и конденсатор 150 пФ. Сопротивление конденсатора на частоте 10 МГц равно 100 ом, это и есть нагрузка каскада. 2) Усиление каскада равно произведению крутизны прямой передачи на сопротивление нагрузки, при такой маленькой нагрузке - 100 ом - усиление тоже очень маленькое. 3) Совершенно неправильно включен первый транзистор - нет эмиттерного резистора. Из-за этого ток в рабочей точке чрезвычайно мал и крутизна тоже. 4) Т.к. ток рабочей точки первого транзистора слишком мал, а входное напряжение слишком большое, первый транзистор работает в глубоком классе С (с маленьким углом отсечки), его коллекторный ток представляет из себя короткие косинусоидальные импульсы и имеет очень широкий спектр гармоник. На выходе каскада сигнал тоже сильно искажен, естественно. 5) После приведения каскада в норму, появится задача согласования с источником.
Компания EVE выпустила новый аккумулятор серии PLM, сочетающий в себе высокую безопасность, длительный срок службы, широкий температурный диапазон и высокую токоотдачу даже при отрицательной температуре.
Эти аккумуляторы поддерживают заряд при температуре от -40/-20°С (сниженным значением тока), безопасны (не воспламеняются и не взрываются) при механическом повреждении (протыкание и сдавливание), устойчивы к вибрации. Они могут применяться как для автотранспорта (трекеры, маячки, сигнализация), так и для промышленных устройств мониторинга, IoT-устройств.
_________________ [ Всё дело не столько в вашей глупости, сколько в моей гениальности ] [ Правильно заданный вопрос содержит в себе половину ответа ] Измерить нннада?
Большое спасибо всем за ответы, благодаря им я смог понять свои ошибки, переделать расчеты и придать усилителю жизнеспособный вид. В первом варианте я хотел добиться наименьшего усиления по постоянному току, чтобы избежать уплывания напряжения смещения при нагреве/охлаждении транзистора, но при этом не учел что при соотношении резисторов коллектора и эмиттера один к одному максимальный размах амплитуды сигнала возможен от VCC питания до примерно половины VCC, а смещение должно быть примерно в середине этого отрезка, т.е. 9 вольт, у меня же их 5, по этому транзистор был полностью открыт и не усиливал Еще вычитал что некое подобие схемы Дарлингтона которое я пытался применить для увеличения входного сопротивления не годится для рыботы с высокой частотой так как имеет низкое быстродействие и приеняется в основном в НЧ сегменте усилиелей Чтож, теперь каскады с эмиттерной стабилизацией я счита довольно уверенно, а результаты хорошо соотносятся и с модельками в протеусе и с воплощением их на стеклотекстолите) Но у меня возникли новые вопросы, если с училителями НЧ я более менее разобрался, то усилители ВЧ, особенно классов B и C пока остаются для меня довольно туманной темой, надесь на вашу помощь) 1) Я заметил что когда мы говорим об усилителях НЧ то обычно, судя по схемам найденным мной в интернете мы усиливаем напряжение в какое-то заранее обозначенное количество раз каскадом в классе A с точно расчитанным Ku, а потом усиливаем ток мощными выходными каскадами повышая этим мощность усиленного напряжения, в усилителях же высокой частоты я заметил что обычно используют схемы с заземленным эмиттером, дающие достаточно непредсказуемое усиление в от h21min до h21max раз, почему так? 2) Мне непонятен принцип расчета коллекторного дроселя таких усилителей. На форумах пишут что его сопротивление неважно и обычно берут 10 - 20 мкгн, а выходное сопротивление каскада задается нагрузкой, т.е. антенной/п контуром/входным сопротивлением следующего каскада и т.п. подключенным между коллектором и землей. Так ли это? Как вы выбираете коллекторный дроссель при построении УВЧ? 3) Правильно ли я понимаю что П контур можно представить как некий аналог выходного трансформатора для ламповых усилителей, преобразующий пары ток и напряжение с сохранением мощности, с учетом потерь разумеется? Может ли П контур работать как повышающий трансформатор, в том числе выдавая на выходе напряжение больше VCC, если например его входное сопротивление 20 ом, а нужно раскачать 300 омную антенну при 12 вольтах питания? 5) Чему равно входное сопротивление такого усилителя? Когда мы говорим в схемах с эмиттерным резистором, но его довольно легко посчитать (Rэ * h21э), как быть в случае если эмиттер заземлен мне не очень понятно. Я читал что в таком случае его можно представить как сопротивление прямосмещенного диода, т.е. весьма мало. Верно ли то что в таком случае сопротивление задается внешними элементами в цепи базы, например конденсатором через который с предыдущего каскада подается сигнал? Для полноты картины прикреплю схему усилителя, номиналы элементов рандомные, тут скорее важно их включение
в усилителях же высокой частоты я заметил что обычно используют схемы с заземленным эмиттером, дающие достаточно непредсказуемое усиление в от h21min до h21max раз, почему так?
УНЧ легко и непринуждённо охватывается общей ООС, которая, собственно, и задаёт коэффициент усиления. Такой же фокус с ВЧ и тем более СВЧ устройствами не проходит: там даже минимальная ёмкость может привести к снижению запаса по фазе и переходу ООС в ПОС с самовозбуждением. Если и делают ООС, то лишь сугубо местную. Или, как вариант, ALC, АРУ.
Как вы выбираете коллекторный дроссель при построении УВЧ?
Всякий дроссель - это не только индуктивность, но также сопротивление и ёмкость. Значит, у него есть и резонансная частота. Чем выше индуктивность, тем ниже эта частота. Выше резонанса дроссель представляет собой "жалкое зрелище, душераздирающее зрелище, кошмар". А ещё есть и сопротивление потерь, откушивающее часть мощности. Это с одной стороны. С другой, слишком маленькая индуктивность - это тоже нехорошо по понятной причине. Так что ДЛЯ ОПРЕДЕЛЁННОГО ДИАПАЗОНА ЧАСТОТ вам и советуют нечто удовлетворяющее. Есть рекомендация в более общем виде: индуктивное сопротивление нагрузочного дросселя должно быть раз в пять-десять больше сопротивления нагрузки. Персонально я для усилителей 27 МГц ставил дроссель ДМ или ДПМ 1 мкГн с подстроечным конденсатором, кажется, 4-15 пФ, вместе с коллекторной ёмкостью дроссель настраивался им в резонанс. Сигнал я снимал вторичной обмоткой в 4 или 5 витков (по ситуации), которую мотал поверх дросселя.
Правильно ли я понимаю что П контур можно представить как некий аналог выходного трансформатора для ламповых усилителей, преобразующий пары ток и напряжение с сохранением мощности, с учетом потерь разумеется? Может ли П контур работать как повышающий трансформатор, в том числе выдавая на выходе напряжение больше VCC, если например его входное сопротивление 20 ом, а нужно раскачать 300 омную антенну при 12 вольтах питания?
Правильно. Может. Подключая нагрузку к меньшей ёмкости, а генератор к большей, вы заставляете работать его повышающим "трансформатором". Только не переусердствуйте с коэффициентом, а то потери повылазят в полный рост, и вы не получите желаемого.
Чему равно входное сопротивление такого усилителя? Когда мы говорим в схемах с эмиттерным резистором, но его довольно легко посчитать (Rэ * h21э), как быть в случае если эмиттер заземлен мне не очень понятно.
Входное сопротивление каскада ОЭ без эмиттерного резистора тоже поддаётся расчёту. Просто надо помнить (начитавшись, к примеру, Хоровица-Хилла), что есть внутреннее сопротивление эмиттера rэ, зависящее от тока эмиттера, при температуре 300 К для кремниевого транзистора оно определяется как rэ = 0.026/Iэ. То есть при токе 1 мА оно равно 26 омам, а входное, можно считать, в h21э раз больше. PS. Если вы хотите получить более-менее определённое входное сопротивление, скажем, 50 Ом, разумно делать схему ОБ, дав ей ток эмиттера 500 мкА - как раз оно и получится. Но это если в эмиттере будет дроссель, а то ведь резистор вмешается...
_________________ ВНИМАНИЕ! Я часто редактирую свои сообщения, поэтому перед ответом мне советую обновить страницу. За перенос модераторами в МЯВУ тем с моими сообщениями я ответственности не несу.
Последний раз редактировалось mickbell Ср ноя 30, 2022 12:01:17, всего редактировалось 1 раз.
в усилителях же высокой частоты я заметил что обычно используют схемы с заземленным эмиттером, дающие достаточно непредсказуемое усиление в от h21min до h21max раз,
h21 - не усиление каскада, а коэффициент передачи тока транзистора. В усилителях ВЧ требуется усиление по мощности. Оно может быть получено даже при коэффициенте передачи тока меньше 1. Так работают каскады с ОБ.
5) Чему равно входное сопротивление такого усилителя? как быть в случае если эмиттер заземлен мне не очень понятно.
mickbell показал способ определения входного сопротивления, но он годится только для постоянного тока и низкой частоты. На ВЧ входное сопротивление определяется емкостями и индуктивностями обвязки каскада и внутренней структуры транзистора. Вычисление Rвх на бумажке утомительно и абсолютно ненадёжно. Проще и лучше доверить это дело симулятору.
он годится только для постоянного тока и низкой частоты. На ВЧ входное сопротивление определяется емкостями и индуктивностями обвязки каскада и внутренней структуры транзистора.
Но можно попробовать скомпенсировать их. Конечно, только на одной частоте или около неё.
_________________ ВНИМАНИЕ! Я часто редактирую свои сообщения, поэтому перед ответом мне советую обновить страницу. За перенос модераторами в МЯВУ тем с моими сообщениями я ответственности не несу.
Творчество проявил - схемы 'изобрёл,' потому как таких как то не видел Прошу покритиканить доходчиво - печему такого не делали, что из этого будет или не будет работать Ну и если будет, то каковы 'свойства изделий'?
Особо интересна нижняя схема - будет работать или нет?
И подвопрос - трансформатор напряжение уменьшит на динамике (сопротивлением 4 ом) раз в 30, а если питание схемы вольт так 9, то как это все будет фунциклировать?
_________________ «Кто к нам с мечом придет, тот от меча и погибнет! На том стояла и стоит русская земля!»
1) это что то - 'чёрный ящик' который распологается в разрыве сигнального провода (к примеру внутри усилителя) и с обоих сторон зажат какими то локальными ООСами. Ну я себе так это представляю.... Задача этого 'чёрного ящика' избавить усилитель от ВСЕХ искажений, лучше, чем просто ООС
2) представьте себе ещё одну ручку на морде УСя, которая 'выкручивает диапазон' - от самого тихого звука до самого мощного. И того регулировка динамики - увеличить диапазон к примеру раза в 1,5 или 'сжать' раза в 1,5-2.
Поиск в гоогле ничего толкового не выявил.
_________________ «Кто к нам с мечом придет, тот от меча и погибнет! На том стояла и стоит русская земля!»
Сейчас этот форум просматривают: ypppu и гости: 34
Вы не можете начинать темы Вы не можете отвечать на сообщения Вы не можете редактировать свои сообщения Вы не можете удалять свои сообщения Вы не можете добавлять вложения
Вход
Регистрация
Правила
FAQ
Поиск
