Загальний випромінювач не посилюється

Я намагаюся зробити 27 МГц несучого хвилевого передавача з кристалічного генератора та вторинного підсилювача. Thi є повна схема:

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Перша частина, ліворуч від С6, - кристалічний генератор кольпітів . А з правого боку С6 - загальний підсилювач випромінювачів . Кришталевий осцилятор Colpitts, який я створив, можна знайти тут .

Таблиці Q1 та Q2 можна знайти тут .

Проблема полягає в наступному. Якщо у мене відключений підсилювач СЕ і вимірюється напруга за допомогою осцилографа на рівні О1 , я отримую очікуваний 150 мВ пік-пік. Але як тільки я підключаю підсилювач CE і вимірюю напругу на O2 , я отримую близько 300 мВ пік-пік (зауважте, що антена в цей час не підключена), що набагато менше, ніж я очікував.

Значення, вибрані для генератора кольпіту, такі ж, як на тому веб-сайті, на який я розмістив посилання. Для підсилювача CE я підрахував значення "Я", ось як я це зробив:

1. $\beta=100$
2. Я вибрав:$I_C=I_E=1mA$
3. Я вибрав: , тому$V_E=1V$$V_B=1.7V$
4. $R_6=\dfrac{1V}{1mA}=1k\Omega$
5. $I_B=\dfrac{Ic}{\beta}=10uA$ , ,$I_{R5}=100uA$$I_{R4} = 110uA$
6. $R_5=\dfrac{1.7V}{100uA}=18k\Omega$ ,$R_4=\dfrac{9V-1.7V}{110uA}=66k\Omega$
7. $R_7=\dfrac{9V-4.5V}{1mA}=4.7k\Omega$
8. Для я десь читав: , і отримую$C_4$$X_{C4}<=\dfrac{1}{10}\times R_6$$C_4 >= 60pF$

C5 і C6 були вибрані довільно, якби хтось міг сказати мені, як точно обчислити їх значення, я б дуже цінував це.

Тож чи не повинен бути коефіцієнт підсилення підсилювача: ? Av=-R$r_e=\dfrac{25mV}{I_C}$ $A_v=\dfrac{-R_C}{r_e}=-188$

У чому може бути проблема? Я десь читав, що невідповідність імпедансу може вплинути на потужність переданого сигналу, чи може це бути так, оскільки вихідний опір кольпіт-генератора є відносно низьким, тоді як вхідний опір підсилювача CE порівняно високий?

Будь-яка допомога вдячна!

Редагувати:

Я знаю, що я прямо не заявив, але я дуже вдячний, якби можна було також запропонувати рішення цієї проблеми.

EDIT2:

Що, якби я використовував BS270 MOSFET в загальному режимі воріт замість 2N3904, посилення посилиться? Десь я читав, що MOSFET швидше, і бачив їх, як вони використовуються у програмах HF. Тому що я маю їх під рукою і наразі не можу придбати жодних компонентів.

Однією з причин є те, що посилення транзистора деградує на високих частотах. Щоб вибрати конкретний приклад, напівпровідник ВК546 ВКЛ має виріб пропускної здатності ( ГПП ) 100 МГц при струмі колектора 1 мА (див. Рисунок 6 у зв'язаній таблиці даних). Це означає, що на частоті 27 МГц посилення струму (бета) становить приблизно 100 МГц / 27 МГц = 3,7, а не 100.

При 27 МГц бродячі ємності в транзисторі (посилені ефектом Міллера ) також можуть грати роль у зменшенні коефіцієнта посилення.

Проста заміна транзистора на інший, який підходить для високих частот, може бути достатнім для усунення проблеми. Ви можете уникнути просто вибору іншого транзистора загального призначення: наприклад, 2N3904 трохи краще з типовим GBP 300MHz. Краще рішення - це, мабуть, вибрати один із багатьох транзисторів, призначених для застосувань високої частоти. Щоб вибрати один навмання, PN5179 від Fairchild має типовий GBP 2000 МГц.

Через ефект Міллера загальний колекторний підсилювач не особливо добре підходить для підсилення високої частоти, а такі топології, як загальний базовий підсилювач, часто використовуються для сигналів на декількох десятках або сотнях МГц. Однак, на 27 МГц, я підозрюю, ви будете в порядку з загальним підсилювачем випромінювачів.

Додатковим фактором, що обмежує посилення, є те, що імпеданс C4 || R6 необхідно додати до r_e при обчисленні опору випромінювача на частотах сигналу. Зазвичай С4 вибирають з незначним опором на частотах сигналу порівняно з r_e транзистора, але на 27 МГц імпеданс вашого R6 || C4 - близько 55Ω (переважає опір 594 ​​Ом). Перехід C4 на 1nF або 10nF конденсатор повинен збільшити коефіцієнт посилення більш ніж в два рази.

Кілька речей, про які варто подумати - що роблять резистори зміщення постійного струму на ваш сигнал? Якщо ви видалили Q2, але залишили R4 / R5, який би виграш на O1? Крім того, ви обчислюєте коефіцієнт підсилення другого ступеня як RC / re, але нехтуєте ефектом R6, який є послідовно з re. Маючи на увазі ці дві речі, поверніться і обчисліть прибуток.

Так .... невідповідність імпедансу може бути частиною проблеми. Пам’ятайте, що рівний опір (поза та між етапами) дозволяє забезпечити максимальну передачу потужності. Ще один додатковий крок, який ви можете зробити - це додати "буфер" з високим вхідним опором, що дозволяє уникнути завантаження першого етапу (генератор Колпітта). Запропонований етап - колекторний підсилювач.