Zgodnie z obietnicą wklejam swoje oscylogramy z niektórych przebiegów napięć wzmacniacza.
Pierwszy pomiar to pomiar mocy przez pomiar napięcia na obciążeniu 50 omów.
Aby obliczyć moc zgodnie z tym co napisałem wcześniej odczytujemy z oscyloskopu wartość międzyszczytową, która wynosi 64,8V. Do naszego prostego wzoru potrzebna jest wartość szytowa, więc odczytany wynik dzielimy przez dwa co daje 32,4V. Tą wartość podnosimy do kwadratu czyli jest 1049,76 i na koniec przesuwamy przecinek o dwa miejsca w lewo i dostajemy ostateczny wynik pomiaru mocy naszego wzmacniacza czyli w zaokrągleniu 10,5 Wata. Mój oscyloskop sam mierzy wartość szczytową i podaje gotowy wynik, jednak ten wynik jest obarczony pewnym błędem, bo oscyloskop jes czuły na wszelkie zakłócenia, których w miejscu pomiaru nie brakowało i wynik mógłby być lekko zawyżony. Pomiar za pomocą ręcznie przesuwanych znaczników uważam za najlepszy w sytuacji istnienia zakłóceń.
Dla porównania zamieszczam widok miernika z odczytem tego samego napięcia mierzonego sztuczną anteną wyposażoną w detektor diodowy. Mój detektor jest zbudowany z dwóch diód 1N4148 połączonych szeregowo, aby można było mierzyć znacznie większe moce, w związku z tym wynik pomiaru jest zafałszowany w dół. Dla pomiaru małych mocy można stosować tylko jedną diodę 1N4148 lub diodę schotk'y np. BAT41, a dla QRPP <1W diodę germanową np. AAP152. Jeśli mierzymy moc sondą diodową to możemy być pewni, że na pewno jest tyle mocy ile obliczyliśmy, a rzeczywista moc jest nieco większa. Jest to dla nas raczej optymistyczne.
Tyle mocy można uzyskać tylko dla emisji CW sterując nasz wzmacniacz napięciem około 150mV wartości skutecznej. Dla SSB nie należy go sterować więcj niż do 6W, ponieważ pojawi się powyżej tej mocy zbyt duża intermodulacja.
Intermodulację można mierzyć za pomocą generatora dwutonowego z odstępem częstotliwości od 20 - 50kHz. Ja użyłem tego samego generatora, którego używam do pomiarów IP3 odbiorników KF razem z tłumikiem o skokowo zmienianym tłumieniu co 1dB od 1dB do 110dB.
Odstęp częstotliwości przy moich pomiarach wynosi 20kHz.
Do odczytu wyników pomiarów używam analizatora widma, ale ci którzy nie mają takiego przyrządu mogą posłużyć się odbiornikiem KF z S-metrem. Wymagania na ten odbiornik nie są szczególnie wysokie. Dla profesjonalnych wzmacniaczy mocy wartość intermodulacji ( odstęp prążków podstawowych od prążków trzeciego rzędu) wynosi najczęsciej tylko nieco powyżej 40dB, rzadziej powyżej 45dB. Dla sprzętów amatorskich jak uzyskamy dla QRP około 20dB, a dla większych mocy około 25-30dB możeemy być zadfowoleni. Dla QRO należy dążyć do wartości 40dB. Nie ma z tym problemu we wzmacniaczach lampowych, ale w tranzystorowych trzeba mocno się napocić, żeby to uzyskać.
Nasz wzmacniacz jest QRP, więc będziemy się cieszyć jak będzie to wartość zbliżona do 20dB.
Oto wynik pomiaru intermodulacji dla sygnału dwutonowego:
Ten sam pomiar przy mniejszej mocy daje wręcz rewelacyjny wynik:
Intermodulacja zależy więc od mocy sterującej. Przy mniejszej mocy sterującej wzmacniacze pracują w bardziej liniowym zakresie - bliżej klasy A i bez przesterowania. Jest kilka sposobów poprawiania tego parametru:
1. Jak wyżej przez obniżenie mocy sterującej
2. Praca wzmacniaczy w klasie A
3. Stosowanie elementów o wysokiej liniowości - wzmacniacze lampowe i na nowoczesnych LD-MOSach.
4. Stosowanie głębokich spężeń zwrotnych napięciowych ( rezystor między bramką a drenem) i prądowych ( rezystory w źródle i emiterze)
5. Korektor nieliniowości stosowany w praktyce tylko w apartaturze profesjonalnej ze względu na złożoność.
Istnienie sprzężenia zwrotnego we wzmacniaczach powoduje zniekształcenie przebiegów w taki sposób, aby dokonać korekcji przebiegu wyjściowego, dlatego nie dziwcie się, że w naszym wzmacniaczu przebieg wejściowy przy nominalnej mocy jest mocno zniekształcony
Wygląda to tak:
Przy mniejszej mocy przebieg sterujący bramkę mosfeta jest już bardziej do czegoś podobny:
Prąd naszego wzmacniacza też nie jest zbyt piękny. Nasz wzmacniacz pracuje w klasie AB, to wyraźnie widać na wykresie prądu. W pierwszej części widać krótki impuls - to prawdopodobnie przeładowanie pojemności. W drugiej połowie widać przepływ odkształconego prądu. Z tego powodu proste obliczenia wzmocnienia wzmacniacza przez zwykłe wymnożenie transkonduktancji i obciążenia nie zdają tu egzaminu. Parę posów temu pokazałem jak po amatorsku można sobie z tym poradzić.
Pomiar prądu uzyskałem mierząc oscyloskem napięcie na rezystorze źródłowym. Zgodnie z prawem Ohma to napięcie jest proporcjonalne do prądu, a współczynnikiem tej proporcjonalności jest rezystancja rezystora źródłowego.
Tyle na dziś, pozdrawiam.
Adamie, chciałem obejrzeć i przeanalizować projekt Twojej płytki, ale znalazłem tylko w poście #97 rysunki samych płytek, bez wrysowanych elementów. Przypomnij mi gdzi jest Twój schemat w pdf-ie (Czy ten w #91 jest ostateczny w twoim projekcie) i rysunek płytki z elementami również w pdf-ie. Będzie łatwiej i szybciej.
pzdr
