Wzmacniacz QRP co nie tak?

[SP2JQR]

Wzmacniacz na wejściu powinien mieć około 50 omów z SWRem około 1,5 - zależy od zestrojenia obwodu bramki i filtru PI.

O tej oporności decyduje prąd płynący przez tranzystor, a ściślej parametr czwórnikowy tranzystora oznaczany jako h11, oraz elementy sprzężenia zwrotnego, czyli w tym przypadku rezystor dwójnika RC między bazą a kolektorem podzielony przez wzmocnienie stopnia. Oczywiście h11 i zastępcza rezystancja przeliczona ze sprzężenia zwrotnego połączone są równolegle.
Nie jest to komplet czynników wpływających na impedancję wejściową. Poprzez sprzężenie zwrotne od strony wejścia wzmacniacza widoczne są także obwody strojone: w bramce, a nawet obwód wyjściowy filtru PI. Szczególnie duży wpływ na impedancję wejściową ma zestrojenie do rezonansu obwodu wejściowego bramki. Tłumienie odbicia mierzone mostkiem na wejściu wzmacniacza przy dostrajaniu może zmieniać się od około 8dB do ponad 20 ( SWR1,5 to 14dB). Z tego też powodu starałem się, aby obwód rezonansowy w bramce miał niedużą dobroć - wtedy SWR jest lepszy w szerszym zakresie.

I jeszcze jedna uwaga - zauważyłem na forum, że niektórzy koledzy piszą: tranzystotr typu xxx ma oporność np. 100 omów - Może się tak zdarzyć w konkretnym schemacie, że tak jest, ale parametr h11 (oporność BE samego tranzystora) silnie zależy od prądu i ten sam tranzystor w innym schemacie, z innym prądem będzie miał zupełnie inną oporność. Aby to ocenić należy w danych katalogowych odnaleźć wykres zależności H11 od prądu kolektora i z tego wykresu odczytać oporność.
Dla tranzystora wygląda to trochę podobnie jak oporność dynamiczna dla diody - zależność jest nieliniowa, im większy prąd tym oporność dynamiczna mniejsza. h11 jest jakby odpowiednikiem oporności dynamicznej diody w przypadku tranzystorów.
Jeśli w emiter tranzystora wstawimy rezystor, to będzie on włączony szeregowo z h11, jednak w tym przypadku jego wartość należy pomnożyć przez wzmocnienie prądowe tranzystora + 1, czyli dla tego układu mnożymy przez parametr czwórnikowy h21. To bardzo duży wpływ na oporność (małą rezystancję emiterową mnożymy przez duże wzmocnienie tranzystora)
Często miesza się i myli wzmocnienie prądowe h21 z parametrem Beta tranzystora, faktem jest, że mają te dwa parametry podobne wartości, ale: Beta jest parametrem stałoprądowym czyli ilorazem prądu kolektora do prądu bazy, natomiast h21 jest parametrem różniczkowym ( dla uproszczenia pomiarów można powiedzieć różnicowym) i określa wzmocnienie prądowe dla prądów zmiennych.
W wielu podręcznikach jest to opisane, łącznie ze wzorami i definicjami poszczególnych parametrów tranzystora i kto chce może się z teorią zapoznać.

Do naszych amatorskich celów, szczególnie, gdy nie mamy pełnej wiedzy na temat użytych tranzystorów, można zastosować metody praktyczne określenia impedancji ( w uproszczeniu - oporności) wejściowej.

Najprostsza metoda to metoda 6-decybelowa.
Za pomocą tej metody bardzo łatwo możemy ocenić impedancję wejściową, ale także i wyjściową poszczególnych układów. Warunkiem jej zastosowania jest liniowość źródła sygnału, tzn., sygnał źródła powinien zmieniać się proporcjonalnie do zastosowanego obciążenia, a jeszcze bardziej łopatologicznie - wzmacniacz dostarczający sygnału bez obciążenia nie powinien wchodzić w stan nasycenia.
Jeśli powyższe jest spełnione, to zauważcie, że w schemacie zastępczym każde źródło sygnału ma jakąś oporność wewnętrzną. Jeśli obciążenie będzie równe tej oporności to z tych rezystancji utworzy się dzielnik napięcia przez dwa - czyli na wyjściu dostaniemy połowę napięcia, które mieliśmy bez obciążenia. Podzielenie napięcia przez dwa to różnica poziomu wyrażona w decybelach równa sześć decybeli - z tąd nazwa tej metody pomiarowej.

Zatem chcąc zbadać nasz wzmacniacz, musimy być pewni, że nasze źródło sygnału ma 50 omów. Aby się o tym przekonać mierzymy najlepiej oscyloskopem napięcie z generatrora, a następnie podłączamy rezystor 50 omów i tym samym oscyloskopem mierzymy ponownie napięcie. Jeśli generator jest prawidłowy, to nasze napięcie powinno spaść dokładnie o połowę czyli o 6dB. Jeśli jest inaczej to zamiast stałego rezystora możemy użyć potencjometru - nastawiamy tyle, żeby sygnał spadł dokładnie o połowę, a następnie mierzymy nastawioną oporność - to jest nasz wynik pomiaru oporności generatora.
Jeśli więc wzmacniacz ma około 50 omów to napięcie z generatyora 50-omowego powinno spaść na wejściu po jego podłączeniu o około połowę wartości, którą miało bez obciążenia.

Mieszacz NE612 ma podaną wartość rezystancji wyjściowej około 1,5k oma, w związku z tym jeśli nie zastosuje się transformatora lub obwodu rezonansowego o przekładni zwojowej równej pierwiastek z ilorazu 1,5k:0,05k to sygnał będzie mocno spadał z powodu braku dopasowania. Można też zastosować dodatkowy wzmacniacz lub wtórnik emiterowy. Prawdopodobnie producenci kitów zupełnie nie pomyśleli, aby impedancja wyjściowa ich układów była choćby zbliżona do 50 omów, z tąd bez obciążenia dają napięcie jak w opisie, ale pod obciążeniem niskoomowym to napięcie mocno spada.
Prawidłowo dopasowany układ po obciążeniu go wzmacniaczem powinien dać spadek napięcia równo 6dB, czyli dwa razy.

Szczęśliwi posiadacze różnej maści analizatorów i mostków (np.MFJ) mogą zbadać dopasowanie za ich pomocą, pamiętając jednak, że na wejście naszego wzmacniacza nie można podać zbyt dużego sygnału - sygnał z analizatora powinien być wzmocniony do znamionowej mocy czyli dla naszego wzmacniacza 6W.

I jeszcze jedno - nie da się mierzyć oporności wejściowej żadną metodą na zimno, tzn bez zasilania wzmacniacza - to wynika z zależności h11 od prądu oraz z konieczności normalnej pracy sprzężenia zwrotnego.

Oporność wyjściową (pisałbym o impedancji, gdyby układ nie był w rezonansie) naszego wzmacniacza nie może być mierzona tą metodą, ponieważ nasz stopień wyjściowy bez obciążenia nie pracuje już liniowo - pozostaje strojenie obwodów na maksymalną moc wyjściową mierzoną na obciążeniu.

Ciekaw jestem ile osób już zrobiło ten wzmacniacz w wersji testowej? Sądząc po ilości wejść na stronę tego wątku, powinno być więcej, niż te, które się ujawniły - koledzy wyjdźcie z podziemia, bez Was nie dowiemy się czy konstrukcja jest powtarzalna.