Wzmacniacz QRP co nie tak?

[SP2JQR]

Cześć
Jeśli chodzi o schemat, jest tak dokładnie jak pisze Piotr - chciałem uzmysłowić oglądającym jak bardzo ważne jest bezpośrednie połączenie tych elementów przy wykonaniu praktycznym płytki drukowanej. Zwykle początkujący nie zdają sobie z tego zupełnie sprawy i robią to w dowolny sposób, dokonuując na koniec konkluzji, że układ nie działa i schemat jest zły. Zaznaczony w ten sposób na schemacie obwód jest niskoomowy i płyną tam duże prądy. Inne wykonanie może spowodować:
1. obniżenie mocy wyjściowej
2. wzbudzanie się wskutek sprzężenia zwrotnego po masie między stopniami, szczególnie, gdy ten wzmacniacz będzie składnikiem całego urząfdzenia z jeszcze kilkoma stopniami.
Spróbuję narysować ten schemat w sposób jeszcze bardziej uzmysławiający jak to ma być na płytce drukowanej, usuwając jednocześnie zbędny opis, może uda się jeszcze dziś.
Wielu kolegów wykonuje różne układy w ulubionym przez wszystkich pająku ( ja też) i układ działa. Po przeniesieniu na płytkę drukowaną okazuje się czasem, że układ zaczyna się wzbudzać i nie chce poprawnie pracować - powyższy sposób rysowania schematów, który stosuję ma to uzmysłowić i będę tak robił dalej, właśnie ze względu na początkujących kolegów, których bardzo i szczerze zachęcam do wypróbowania przedstawianych tu układów ( nie tylko moich ) i osobistego porównania poszczsególnych układów, wcale nie twierdzę, że moje są jedyne i najlepsze. Konstuktywna krytyka jest absolutnie mile widziana i powinna mieć na celu wspólne wypracowanie możliwie dobrych schematów w różnych wersjach, aby każdy mógł dla siebie wziąć to co mu najlepiej pasuje. Warto dla porównania budować inne konstrukcje zagraniczne i również testować prawdziwość podawanych tam danych, porównywać z naszymi osągnięciami ( i porażkami ...).

Co do kondensatora separującego składową stałą drenu IRF530 od składowej zmiennej to zacytuję jednego z kolegów:

"Ten ostatni kondensator jak zmieniłem na 100nF to moc spadała o kilka volt. Pomiędzy drenem a bramką mam dwójnik 100nF i 330 omów 1 wat. "

Widać, że nie tylko pojemność tego kondensatora decyduje o uzyskanych wynikach. Koledzy wspomnieli o rezystancji reprezentującej straty kondensatora, w literaturze podaje się tzw kąt stratności, warto poczytać co to takiego jest. Oprócz rezystancji nasz prawdziwy kondensator zawiera jeszcze indukcyjność. Składa się na nią nie tylko indukcyjność doprowadzeń, ale także szczególnie duża wartość indukcyjnośći w przypadku kondensatorów zwijanych - z tego powodu we wzmacniaczu nie zastosowałem w stopniu końcowym jednego kondensatora tylko całą baterię kondensatorów - indukcyjności własne są wtedy podzielone przez ilość zastosowanych kondensatorów i ich wpływ na dzałanie ukiładu jest minimalny, uzyskujemy przez to dużą powtarzalność układu niezależnie z jakiego źródła pochodzą kondensatory.
Jest jeszcze jeden aspekt takiego układu - statystyczny - wiele kondensatorów mających tolerancję i rozrzuty pojemności połączonych razem uśrednia swoją wartość zgodnie z krzywą Gausa. Na nasze nieszczęście zwykle kondensatory kupowane w sklepach są już wcześniej przebrane i w krzywej Gausa jest dziura, to jednak nie zmienia faktu, że jest to jeden z aspektów tego problemu.

Jest jeszcze jeden problem w doborze kondensatorów - nikt nie wspomniał o jeszcze jednym parametrze kondensatora. Jest to moc bierna. Wiąże się to z wymiarami kondensatora i możliwością płynięcia przez niego odpowiednio dużych prądów. Z tego powodu w układach wzmacniaczy niskoomowych, a rezonansowych w szczególności musimy zadbać, aby nasz duży prąd nie był zbyt duży dla pojedynczego kondensatora - to jeszcze jeden powód stosowania wielu kondensatorów połączonych równolegle zamiast jednego.

Zauważmy też, że istnienie indukcyjności własnej kondensatorów sprawia, że dla pewnych częstotliwości mogą istnieć rezonanse szeregowe ale i też równoległóe. Te ostatnie szczególnie są szkodliwe w przypadku kondensatorów sprzęgających i blokujących - nasz układ z takim kondensatorem w rezonansie po prostu nie zadziała. Zwykle ratuje nas to, że te rezonanse występują znacznie powyżej używanych przez nas zakresów częstotliwości i zwykle daje się we znaki tylko indukcyjność. Może z tego powodu istnieć konieczność korekcji obliczonych komputerowo wartości elementów w rzeczywistym układzie.

Aby wyeliminować tą niepewność w przypadku kondensatora sprzędającego mamy dwa sposoby:
1. stosujemy kilka kondensatorów połączonych równolegle - obniżamy w ten sposób indukcyjność pasożytniczą, a także rozwiązujemy problem zbyt małej mocy biernej . Stosując różne wartości kondensatorów połączonych równolegle rozwiązujemy problem rezonansów własnych, które będą inne dla każdego kondensatora.
2. przenosimy kondensator z obwodu o niskiej impedancji do obwodu o wysokiej impedancji gzie nie ma już dużych prądów.

Zauważcie, że po przeniesieniu kondensatora z obwodu drenu na wyjście całkowicie eliminujemy konieczność stosowania kilku kondensatorów, układ staje się powtarzalny. Musimy jednak uwzględnić w tym przypadku wysokie napięce jakie może pojawić się po odłączeniu obciążenia ( to zawsze się może zdarzyć) Do tego napięcia w.cz. doda się napięcie zasilania co w przypadku zasilania z 12V nie stanowi żadnego problemu.

W dalszych projektach proponuję stosowanie praktycznej rady:
We wzmacniaczach niskoomowych zasilanych niskim napięciem stosujmy kondensator sprzęgający na końcu za filtrem PI gdzie mamy 50 omów.
We wzmacniaczach z większymi napięciami zasilania, gdzie obciążenie stopnia końcowego ma co najmniej 50 omów tradycyjne rozwiązanie.

Błędy w opisie kondensatorów na schemacie wzięły się z automatycznego przenumerowania - dzięki za zauważenie, postaram się poprawić i wkleić na nowo.