Home Форум Клуб RU-QRP Самодельная техника Усилитель мощности... на маломощных транзисторах

Авторизация

На сайте

Журнал CQ-QRP

Рассказы RU-QRP

"Мороз - Красный нос" 2014
frost2014 cover

 

Наши друзья

Тульский областной радиоклуб
QRP ARCI
Добро пожаловать, Гость
Логин: Пароль: Запомнить меня
  • Страница:
  • 1
  • 2
  • 3

ТЕМА: Усилитель мощности... на маломощных транзисторах

Усилитель мощности... на маломощных транзисторах 02 Дек 2016 20:36 #34843

  • rw6hrm
  • ( Пользователь )
  • rw6hrm аватар
  • Сейчас на сайте
  • Сообщений: 57
  • Репутация: 19
В процессе восстановления "Школьной" много крови попил усилитель мощности. Вроде и транзисторы правильные, и покрашены красиво, но качества работы нет. Да и достать их уже сложновато. Было решено использовать имеющееся под руками, а именно кучку лежащих без дела 2N2222... Во-первых их было у меня, во вторых их было в окрестных лабазах и задёшево, в третьих известный многим Harry Lythall использовал старую как мир тему включения транзисторов в параллель для увеличения отдаваемой мощности, чем и подкупил. Делюсь результатом.
Применённая схема

Параметры трансформаторов даны на картинке. Число витков аналогично оригиналу (нафига, правда, столько, можно было бы и поменьше), количество транзисторов увеличено на парочку.
Как это выглядит внешне

Всё, что касается описываемого усилителя, расположено слева от светлого переменного резистора. Справа - буферный манипулируемый каскад, особого интереса не представляет (был опубликован в "Радио" №4, 1990, стр. 29). Переменником устанавливаем уровень возбуждения усилителя (до 2 Вольт).
На выходе использован двузвенный ФНЧ, параметры взяты от трансивера "Дружба". Выходное сопротивление усилителя близко к 50 Омам и компенсируется регулировкой ёмкости фильтра.
Что показали косвенные измерения: потребляемый усилителем ток - 300 мА при 12,5 Вольтах. Даже если КПД около 50%, то примерно 1,8 Ватта выходной мощности как бы неплохо. Подтверждение - мгновенно раскаляющийся резистор 51 Ом 2 Ватта, подключенный на выход схемы (так что может КПД и выше). К сожалению измерителя мощности у меня нет, так что не бейте тапками, а ОМЛ-2 на пределе 5 Вольт/дел показывал размах синусоиды как раз чуть более двух делений по шкале (но я ему не особо доверяю, ибо 7 МГц, а у осциллографа по паспорту 10 МГц полоса пропускания).
Если кто-то уже пишет сообщение относительно рисунка печатной платы или, прости Гспди, файлов формата .lay, - резак наше всё :evil:

По идее усилитель широкополосный и линейный, так что при качественном исполнении трансформаторов должен перекрывать весь КВ-диапазон без завала АЧХ.
Какие резоны использования маломощных транзисторов в УМ?
1а. Уменьшение размеров конструкции. Ту же самую мощность можно получить с помощью КТ606 или П609, но просто вспомните о радиаторе. Тут радиатора нет и он не нужен.
1б. Любители SMD наверное уже поняли, что самые габаритные элементы - трансформаторы. Т.е. усилитель реально собрать в размерах спичечного коробка.
2. Дешевизна комплектующих. В настоящее время 2N2222 в нашем магазине стоит 5-7 рублей. П609 не найдёте ;), а за десяток малышей реально купить только один КТ606.
3. Устойчивость к КСВ. Обратка распределяется между всеми транзисторами понемногу, а не прёт на единственный активный элемент. Если вылетает последний - см. предыдущий пункт, если вылетает один транзистор из предложенной конструкции - усилитель продолжает работать, хоть и с уменьшенной мощностью.
4. Нарастить мощность усилителя становится достаточно просто - добавляем малышей в плечи ;) и корректируем витки выходного трансформатора.

Если усилитель использовать на одном диапазоне, то первичную обмотку первого трансформатора возможно настроить в резонанс (потребляемый ток увеличивается, равно как и выходная мощность - смотрел на осциллографе).
Выполнить усилитель можно и на родимых КТ315, вот только подбирать их по усилению придётся очень долго. Пачка имеющихся 2N2222 имела коэффициент передачи (по китайскому показометру) в пределах 179-182, попытка подбора из кучки КТ315 повергла меня в глубокую печаль и скорбь...
Если использовать вместо 2N2222 2SC1815, то выходная мощность будет ещё больше при сохранении всех достоинств. Ну, по крайней мере, мне так кажется :)
Варианты замены 2N2222: BC107, BC109, BC547, возможно КТ3117
Последнее редактирование: 06 Мар 2017 12:58 от rw6hrm.
Администратор запретил публиковать записи.

Усилитель мощности... на маломощных транзисторах 02 Дек 2016 22:19 #34847

  • OK9ZBA
  • ( Пользователь )
  • OK9ZBA аватар
  • Вне сайта
  • Сообщений: 254
  • Репутация: 21
...
Последнее редактирование: 04 Ноя 2017 23:12 от OK9ZBA.
Администратор запретил публиковать записи.

Усилитель мощности... на маломощных транзисторах 02 Дек 2016 22:28 #34848

  • rw6hrm
  • ( Пользователь )
  • rw6hrm аватар
  • Сейчас на сайте
  • Сообщений: 57
  • Репутация: 19
Этоу конструкцию делал для конкретного применения, поэтому про широкополосность только предположения со слов Гарри Литтала. А для всех диапазонов у меня давно работает qsl.net/rw6hrm/html/hfum.htm, параметры трансформаторов тут совсем иные (обращал внимание в посте), мож поэтому и работает до 50 МГц...
Последнее редактирование: 02 Дек 2016 22:30 от rw6hrm.
Администратор запретил публиковать записи.

Усилитель мощности... на маломощных транзисторах 04 Дек 2016 22:03 #34877

  • rw6hrm
  • ( Пользователь )
  • rw6hrm аватар
  • Сейчас на сайте
  • Сообщений: 57
  • Репутация: 19
Сегодня сделал ВЧ-головку для тестера с эквивалентом 51 Ом, параллельно смотрел ВЧ по осциллографу - всё совпадает.
Итак, напряжение питания 12,5 Вольт. 7 МГц для старта с ГПД станции. Потребляемый ток каскада 300 мА, напряжение на эквиваленте 12 Вольт. Получается потребляемая мощность 3.75 Ватта, отдаваемая 2.82 Ватта.
Немного настроил напряжение на базах (уменьшил 3,9К до 1К), чтоб не просаживалось. Стало возможно возбуждением поднять ток потребления до 420 мА (потребляемая 5.25 Вт), напряжение на эквиваленте 15 Вольт (отдаваемая 4.4 Ватта).
Дабы не быть обвинённым в насилии над маленькими, остановился на первом варианте.
Опыт 2 - кварцевый генератор на 26.6 МГц (задающий кварц от "Денди"). Потребляемый ток 300 мА, напряжение на эквиваленте (измерял только головкой) - 10 Вольт (отдаваемая мощность 1,8 Ватта), ящетаю, что вполне нормально. Завал по ВЧ объясняю как суммированием входной ёмкости транзисторов (8 пФ по даташиту), так и большим количеством витков в выходном трансформаторе.
Вывод - жить в эфире можно, есть к чему стремиться и что улучшать :lol:
Администратор запретил публиковать записи.

Усилитель мощности... на маломощных транзисторах 04 Дек 2016 22:30 #34878

  • UU7JF
  • ( Модератор )
  • UU7JF аватар
  • Сейчас на сайте
  • Сообщений: 2670
  • Репутация: 252
rw6hrm пишет:
Сегодня сделал ВЧ-головку для тестера с эквивалентом 51 Ом, параллельно смотрел ВЧ по осциллографу - всё совпадает.... напряжение на эквиваленте 12 Вольт. ...отдаваемая 2.82 Ватта
Если 12 вольт это амплитуда (а ВЧ головка меряет амплитуду в простейшем варианте), то выходная моща будет в два раза меньше (квадрат амплитуды делить на два и на сопротивление нагрузки )
UI7K Виталий
Администратор запретил публиковать записи.

Усилитель мощности... на маломощных транзисторах 04 Дек 2016 22:56 #34879

  • rw6hrm
  • ( Пользователь )
  • rw6hrm аватар
  • Сейчас на сайте
  • Сообщений: 57
  • Репутация: 19
В сути согласен, но мгновенно раскаляющийся резистор в два ватта с отваливанием краски с этим немного не стыкуется... Но я попытался еще и ответить на вопрос о линейности...
Последнее редактирование: 04 Дек 2016 23:02 от rw6hrm.
Администратор запретил публиковать записи.

Усилитель мощности... на маломощных транзисторах 05 Дек 2016 00:16 #34880

  • RW3DF
  • ( Пользователь )
  • RW3DF аватар
  • Вне сайта
  • Сообщений: 242
  • Репутация: 22
Но, если посчитать кпд, то получим цифры от 75 до больше 80 %. Не реально. Скорее всего подвозбуд на где-то значительно выше по частоте. А осцил там не видит.Жаль,неонка в транзисторной технике не помошник. В ламповом выходном каскаде можно было по цвету неонки обнаружить свч подвозбуд.
Сергей RW3DF
Администратор запретил публиковать записи.

Усилитель мощности... на маломощных транзисторах 05 Дек 2016 08:14 #34882

  • rw6hrm
  • ( Пользователь )
  • rw6hrm аватар
  • Сейчас на сайте
  • Сообщений: 57
  • Репутация: 19
Возбуд было бы видно в любом случае по искажению синусоиды, плюс резисторы в эммитерных цепях не дадут даже возможности таковой. 80% в телеграфе - вполне нормальный КПД для маломощного каскада, это для 40 Ватт и более 55% норма. Я больше согласен с UU7JF, что нагрузочный резистор реагирует на амплитудное значение, полезная выходная мощность ниже. Даже если считать и тут 50% КПД, то выходной мощности вполне достаточно для работы или раскачки более мощного оконечника, ну и технологических плюсов больше, нежели использование одного активного элемента.
Поработаем в эфире, послушаем. Там видно будет.
А неонка да, бесполезна ;)

И , кстати, аналоги давно реализованы, www.phonestack.com/farhan/jbot.html к примеру. LZ2WSG на таком работает.
Последнее редактирование: 05 Дек 2016 08:17 от rw6hrm.
Администратор запретил публиковать записи.

Усилитель мощности... на маломощных транзисторах 05 Дек 2016 10:16 #34884

  • RW3DF
  • ( Пользователь )
  • RW3DF аватар
  • Вне сайта
  • Сообщений: 242
  • Репутация: 22
У меня самого в трансивере DC 40m CW стоят на выходе в параллель два транзистора КТ608. На выходе - 1,5вт. Нагрузка 2вт МЛТ 51ом теплая, но краска с него не слезает. А что представляет собой нагрузка, может это китайский 2-х ваттный резистор. Когда-то давно я читал на одном форуме, что наши МЛТ держат заявленную мощность, а импортные - долго не живут.
Что касается кпд каскада в CW - теоретически - КПД может доходить до примерно 75% ( точную цифру не помню), но это при идеальном согласовании. В Пикси на 80м со стандартным П-контуром 50 ом на 50, была получена мощность 0,5вт. После этого, зная ток коллектора и напряжение питания, П-контур был пересчитан. Выходная мощность поднялась до 0,7вт.
А вообще, о чем мы толкуем. Уже ранее было сказано, что по приведенным цифрам замеров видно, что закралась ошибка в расчете выходной мощности. Наши самодельные ВЧ головки показывают (меряют) амплитуду ВЧ напряжения. Чтобы посчитать эффективное напряжение, надо амплитудное разделить на корень из двух. Если подставить это в формулу, то мы получаем -U квадрат, деленное на 2R. Тогда и кпд получатся не завышенный.
Сергей RW3DF
Администратор запретил публиковать записи.

Усилитель мощности... на маломощных транзисторах 05 Дек 2016 11:09 #34886

  • Прохожий
  • ( Пользователь )
  • Прохожий аватар
  • Вне сайта
  • Сообщений: 124
  • Репутация: 11
rw6hrm не обольщайтесь полученными результатами ваших расчётов. Они неверны.

rw6hrm пишет:
Сегодня сделал ВЧ-головку для тестера с эквивалентом 51 Ом, параллельно смотрел ВЧ по осциллографу - всё совпадает.... напряжение на эквиваленте 12 Вольт. ...отдаваемая 2.82 Ватта


ВЧ-головка и осцилограф показывают одно и тоже, а именно, амплитудное значение напряжения. Выходная мощность, при ваших расчётах, получилась как PЕP.

UU7JF пишет:
Если 12 вольт это амплитуда (а ВЧ головка меряет амплитуду в простейшем варианте), то выходная моща будет в два раза меньше (квадрат амплитуды делить на два и на сопротивление нагрузки )

Вот здесь правильный расчёт.

rw6hrm пишет:
В сути согласен, но мгновенно раскаляющийся резистор в два ватта с отваливанием краски с этим немного не стыкуется... Но я попытался еще и ответить на вопрос о линейности...
RW3DF пишет:
Но, если посчитать кпд, то получим цифры от 75 до больше 80 %. Не реально. ... Сергей RW3DF

КПД усилителя 70 ... 75 процентов достигается при работе оконченного каскада в режиме "С". У Вас транзисторы работают в режиме АВ, т. к. есть напряжение смещения на базе транзисторов.
И ещё, достичь КПД в 90 процентов можно, переведя выходной каскад в режим "D".
У Вас, rw6hrm, КПД усилителя всего 40 процентов, выходная мощность всего 1.44 Ватта.
Пьяный проспится, Дурак - никогда!
Последнее редактирование: 05 Дек 2016 11:35 от Прохожий.
Администратор запретил публиковать записи.
  • Страница:
  • 1
  • 2
  • 3
Модераторы: UU7JF, UT5LP