Hjälp med HF-amp

SA7CUT

Member
Hej,

Jag tänkte bygga en förförstärkare för en mottagare med bipolära småsignalstransistorer typ BC547/BC549/BC550/2N3904/... . Jag vill undvika Millereffekten. Art of Electronics ger förslag på tre kretsar för det - diffamp med den inverterade utgången jordad, kaskodkoppling (om man säger så på svenska, cascode på engelska) samt gemensam baskoppling.

Jag har tidigare matchat 50 ohm på ingången med en gemensam baskoppling men den här gången vill jag istället lasta föregående steg (en parallellresonant LC-krets där L kommer från en kvadratisk loopantenn på ~420x420mm) så lite som möjligt, dvs hög Rin. Så då tänkte jag bygga en kaskodkopplad förstärkare. Det har jag aldrig gjort förut, så det ska nog gå bra.

AoEs går inte igenom kaskodkopplingen i detalj så jag läste lite på nätet och förstod det som att man ska se det som två separata steg - en gemensam emitterkoppling följt av en gemensam baskoppling. Eftersom Millereffekten är beroende av emitterkopplingens spänningsförstärkning vill man ha så låg förstärkning i GE-steget som möjligt. Som jag förstod det. Spänningsförstärkningen i GB-kopplingen är ~ Rc/(1/gm) olastad.

Jag räknade lite på det och siktade på en kollektorström på ~3mA för att ha lite lägre utgångsimpedans och lite bättre karakteristik från databladen men ändå inte allt för hög strömförbrukning. Sen ritade jag en krets att simulera och sen bygga från om simuleringen såg bra ut.
amp.png
Den vänstra kretsen är GE-kopplingen jag utgick från först och den högra kretsen är GE-GB. Lastresistansen och kondingarna är godtyckligt valda mest för att inte lasta så mycket men ändå inte vara allt för fel. V(n004) är spänningen över R6 och V(n006) är spänningen över R12.

Jag får alltså ingen förstärkning över Q3 alls vilket inte stämmer överens med mina förväntningar. Så någonstans här har jag nog tänkt eller förstått saker fel. Jag skulle behöva lite hjälp med tankeriet är.

Jag har bifogat LTSpice 17-filen om någon vill labba lite. cascode.txt då .asc inte var en tillåten filändelse.
 

Attachments

  • cascode.txt
    3,4 KB · Views: 4
Det som du förbisett är att ett GE-steg utan emitteravkoppling får en spänningsförstärkning av RC/RE, där RC blir
ingångsimpedansen hos GB-steget, som är mycket låg.

I HF-området kan man räkna med ett 10-tal ohm, så förstärkningen blir c:a 1/100.
Detta kan inte uppvägas genom något realistiskt dimensionerat GB-steg.

När man sätter en emitteravkoppling på 100 nF över R8 så får man en systemförstärkning
av c:a 40 dB, men den är avhängigt av transistorvalet.

Man får börja med att välja transistorer med hög gränsfrekvens och låga kapacitanser.

Sedan behöver DC-arbetspunkterna för båda stegen beaktas.
Erfarenhetsmässigt är runt 5 mA lämpligt som en kompromiss mellan brus och linjäritetsegenskaper.
En konstruktion som fungerar bra är den basjordade Norton-förstärkaren där variationerna i
förstärkning motkopplas bort.
 
Ja, så var det!

amp2.png
R8 förbikopplad, men jag ville ha lite högre ingångsimpedans i GE-steget så jag slängde in R17 och en bootstrap (C8+R11). Ökade ingångsimpedansen i GB-steget med R16 för att balansera GE-stegets spänningsförstärkning och GB-stegets förstärkning hamnar då på ungefär R7/(R16 + 1/gm) = 1500 / (100 + 10ish) ~= 13. Nu blev ju kollektorströmmen lite mindre och man kan ju fundera på arbetsläget i övrigt och vilka trissor man ska ha men jag tror jag fattar bygget. Tack för hjälpen!
 
Såhär blev det till slut:
amp.png

Jag behövde inte så hög Rin som jag trodde så det hade räckt med att förbi koppla emittermotståndet från början. Valde KSP-10 trissor pg.a. lägre kapacitans och högre gränsfrekvens än vad jag tänkte mig från början.

Byggde ihop den på testbrädan:
IMG_20240419_211433878.jpg
7.15 volt över kollektormotståndet på 1500 ohm ger en kollektorström strax under 5 mA.

Kopplade in mottagarantennen som f.ö. är 600x600mm (420mm var det ungefärliga måttet till dess mitt från en hörna) och kunde höra en (vit-?)ryss på 7149 kHz utan problem. TinySA mäter en förstärkning på ca 12.5dBm från signalgeneratorn.

C1 skulle kunna vara lite större.
 
Back
Top