Einschränkungen bei Kleinsignal-HF-Verstärkern

Die Verstärkung Ihrer Transistorschaltung hängt davon ab, gegen welche Signallast der Kollektor ankämpfen muss. Es sieht$R_C$das ist entweder 166 Ohm oder 83 Ohm (Tippfehler in der ursprünglichen Frage) und es sieht auch$R_L$das sind 50 Ohm.

Zusammen sind sie parallel und ihre Signalimpedanz beträgt etwas weniger als 40 Ohm.

Um mit dieser Art von Schaltung eine Verstärkung zu erzielen, muss die Emitterimpedanz niedriger sein als die Kollektorimpedanz (maximal 40 Ohm). Als$R_E$ist (wahrscheinlich) 83 Ohm, bei niederfrequentem Audio ist die Verstärkung kleiner als 1, weil die Verstärkung ist$\frac{Z_C}{Z_E}$und das haben wir festgestellt$Z_C$ist wahrscheinlich weniger als 40 Ohm.

Bei höheren Frequenzen kommt der 1uF-Kondensator ins Spiel und die Frage ist, bei welcher Frequenz er beginnt, die Emitterimpedanz zu senken und eine positive Verstärkung zu erzielen. Wenn wir die Frage stellen "Welche Frequenz hat 1uF eine Impedanz von 83 Ohm?", lautet die Antwort etwa 1,9 kHz.

Bei Frequenzen über 1,9 kHz beginnt die Verstärkung allmählich zu steigen. Das ist natürlich nutzlos für deine Gitarre (80Hz tiefe E-Saite).

Das Problem bei dieser Schaltung ist, dass Sie eine 50-Ohm-Last treiben und eine Verstärkung erwarten möchten. Das ist unrealistisch.

Wenn es darum geht, ein 810-kHz-Signal zu verstärken, erzielen Sie bessere Ergebnisse, da die 1-uF-Emitterkappe eine Impedanz von weniger als einem Ohm hat und dies bedeutet, dass Sie wahrscheinlich Verstärkungen von über 50 haben.

Natürlich auch irgendwelche Ideen, warum die Schaltung das Signal nicht verstärkt und es tatsächlich verringert? Offensichtlich fehlt mir hier etwas und ich weiß nicht, was es ist.

Ich werde nur diesen Teil Ihrer Frage ansprechen.

Entferne für einen Moment,$R_L$um die Leerlaufverstärkung zu finden . Ein vereinfachter Ausdruck für die Verstärkung lautet dann:

$|\dfrac{V_{o,oc}}{V_{input}}| \approx |\dfrac{R_C}{r_e + R_E||-jX_{CE}}|$

Wo

$r_e = \dfrac{V_T}{I_E} \approx \dfrac{25mV}{30mA} = 0.833 \Omega$

Bei ausreichend hohen Frequenzen, wo$X_{CE}$vernachlässigbar ist, ergibt sich daraus:

$|\dfrac{V_{o,oc}}{V_{input}}| = \dfrac{166}{0.833} \approx 200$

Bei einer Frequenz von etwa 1,9 kHz, wo$X_{CE} = R_E$, dies wertet aus zu:

$|\dfrac{V_{o,oc}}{V_{input}}| = |\dfrac{166}{0.833 + 83||-j83}| = 2.80$

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Nun ist die geladene Verstärkung :

$|\dfrac{V_o}{V_{input}}| = |\dfrac{V_{o,oc}}{V_{input}}| \dfrac{R_L}{R_L + R_C - jX_{Cout}}$

Bei ausreichend hohen Frequenzen, wo$X_{CE}$Und$X_{Cout}$vernachlässigbar sind, ergibt sich daraus:

$|\dfrac{V_o}{V_{input}}| = 200 \dfrac{50}{50 + 166} \approx 46$

Sie verlieren also mehr als 75% Ihrer Leerlaufverstärkung aufgrund der Spannungsteilung mit dem Lastwiderstand.

Bei einer Frequenz von etwa 1,9 kHz ergibt sich die Verstärkung zu:

$|\dfrac{V_o}{V_{input}}| = 2.8 |\dfrac{50}{50 + 166 - j1.77}| \approx 0.65$

Sie sollten also tatsächlich eine Verstärkung von weniger als 1 für Audiofrequenzen sehen.

Diese Schaltung kann HF aufgrund der negativen Rückkopplung, die durch die Kollektorausgangskapazität verursacht wird, nicht verstärken.

Sie sollten HF-Transistoren verwenden. Sie haben eine viel kleinere Kollektorausgangskapazität.

Nehmen Sie einen Sinusgenerator und gehen Sie von 1 bis 100 MHz. Sie werden es selbst sehen.

Update: Es gibt auch eine parasitäre Kapazität in Ihren Widerständen, es sei denn, Sie verwenden SMD-Komponenten. Auch das sollte berücksichtigt werden.

Dies verlängert sich, da ich versuche, ein eingehendes AM-HF-Signal zu verstärken, und dies nicht erfolgreich war.

Sie sollten dann einen Verstärker mit abgestimmten Eingangs- und Ausgangskopplungsabschnitten verwenden - sonst kämpfen Sie mit Rauschen am Ausgang, Empfindlichkeit gegenüber Störsignalen usw.

Zentrieren Sie Ihr Vout (in diesem Fall VRC). Stellen Sie aus Gründen der Temperaturstabilität sicher, dass VRe nicht größer als 1 V ist. In Ihrem Fall beträgt Vbe 0,7 V, was in Ordnung ist. Das macht VR2 1,7 V und VCE 5,8 V.

Ich werde wahrscheinlich vorschlagen, den Wert Ihres RC und RE zu erhöhen. Sie möchten, dass der Ruhestrom (Strom, der im Standby-Modus fließt oder wenig / kein Laststrom fließt) nur 0,5 mA beträgt, nicht den Strom von 20 mA bis 30 mA.