Проект простого и надёжного УМ на биполярных тр-рах на низкочастотный участок КВ

[DX888]

RN3GP, конечно, без проблем (версия программы 14.1)

p.s. С13 и 14 по 240пф - стоят "от балды", они нужны для регулировки АЧХ на вч диапазоне КВ, но, я этим пока не занимался, поэтому их значение - "от балды"
p.s.2 на входе два генератора - это чтобы подавать два сигнала, например 2.997кГц и 3.003кГц, чтобы проверять IMD на выходе
p.s.3. К сожалению, даже самая последняя версия мультисима пока не оптимизирована под современные мощнейшие процессоры, типа Ryzen, поэтому если захотите увидеть IMD, то, после запуска симуляции, придётся ждать несколько минут.

[Евгений240]

СиБишники и УКВшники, всегда. "линейные ШПУшники" всегда об этом помнят, и применяют, если надо.

Не только на СИ-БИ.
Когда то давно, соорудил своему старому хорошему знакомому( SK) возбудитель для ГК 71 в сетку.
Ради интереса попробовал резонансный каскад с контуром малой добротности, на КТ 805БМ. Получилось.

[ecdv]

Евгений240,
Здравствуйте!
Евгений подскажите, пожалуйста, есть ли разница по ВЧ у КТ805 - в металлическом корпусе или в пластмассовом - какой высокочастотнее и с какой буквой? Если есть како-то опыт с ними..
Заранее спасибо.

[Евгений240]

ИМХО, по частотным свойствам одинаковы ( или близко к тому ). А вот по допустимому току коллектора, рассеиваемой мощности и "дуракоустойчивости" , - металлические лучше. Из них конечно лучшие 2Т 805.

[DX888]

Ребят, в общем смотрите какой результат.

1. 3МГц, возьмём за основу уровень входного сигнала (на входном трансформаторе) 380мВ (п-п), при котором на выходе получаем 17Вт Рисунок 1:



2. Теперь на генераторе, не меняя его уровень выставляем 14МГц. Обратите внимание, уровень генераторов - не меняем, однако, на входном трансформаторе уровень сигнала падает до 254мВ. Выходная мощность падает до 2.2Вт Рисунок 2:



3. Теперь на генераторах поднимаем уровень сигнала, чтобы вернуть его к 380мВ, выходная мощность повышается до 6.5Вт, Рисунок 3:



Почему при изменении частоты меняется уровень входного сигнала на трансформаторе, хотя на генераторах он одинаков? Логически предположить, что сам усилитель "шунтирует" своими цепями входной сигнал. Какие цепи это могут делать? Единственное предположение - ёмкости Б-Э переходов транзисторов, верно? Следовательно, чтобы выровнять АЧХ, нам надо как-то компенсировать входные ёмкости транзисторов. Как это реализовать?

[DX888]

Итак, более менее удалось выровнять выходную мощность для трёх диапазонов. 80, 40 и 20м. На этих диапазонах получилось 18-20Вт, при входном сигнале 0.8-1.1В (п-п), КПД около 60%. Конечно, пришлось вводить дополнительный каскад предусиления, плюс частотные RC-цепочки в базы выходных транзисторов. Схема, конечно усложнилась, но, такова цена линейности для трёх диапазонов. Но, в любом случае, полагаю такой усилитель будет дешевле, чем на RD16-х, что думаете? На мой взгляд неплохой получился вариант походного УМ. Вот картинки замеров:

80м


40м


20м



Как уже говорилось ранее, транзисторы 2SC6144SG идут в "F" корпусе, то есть они такие же по размерам и фактуре, как RD16, IRF510, но - без металлической подложки, что делает удобным их крепление к радиатору, не нужны изоляционные методы, просто термопасту + болт/шуруп. Транзисторы рассчитаны на максимальную мощность 25Вт. Сейчас по расчётам, через них будет проходить около 20Вт. То есть есть запас прочности. Ну, или можно немного уменьшить входное напряжение, чтобы на выходе получить не 20Вт, а 15Вт. Транзисторы будут греться меньше, а в эфире этой разницы в уменьшении мощности практически заметно не будет слышно.

С другой стороны в усилителе есть два BD139, они как КТ815-е, то есть у них есть металлическая подложка. На транзисторах будет выделяться около 0.8Вт, при паспортной мощности в 12.5Вт, кто с ними имел дело на практике - подскажите, нужно-ли при такой мощности их сажать на радиатор, или и без него выдержат?

Да, IMD получились около 35-40дб, что, полагаю отлично



прилагаю последний вариант схемы в формате мультисима (версия 14.1)
УМ 2SC6144SG 3-7-14МГц 20Вт.rar

[DX888]

Ребят, идея возникла.

От чего сгорают транзисторы в случае обрыва антенны? Грубо говоря выходной сигнал идёт обратно в усилитель, тем самым повышая коллекторное напряжение выше допустимого и транзистор пробивается. Смотрите, какая идея возникла.

1. У меня транзисторы, у которых максимальное напряжение К-Э 50В, даташит https://www.onsemi.com/pub/Collateral/ENA1800-D.PDF

вопрос первый. Эти 50В rms или p-p?

2. Допустим пока, что p-p. В проектируемом усилителе, в режиме нормальной работы, на коллекторах транзисторах примерно 30-33В(p-p). В случае, если нормальную нагрузку усилителя в 50 Ом заменить на 1МОм, то есть симитровать обрыв антенны, то напряжение на коллекторах возрастает до 70В(p-p). Если максимально допустимое напряжение измеряется в p-p, то, в случае обрыва антенны транзисторы прошьёт.

И вот, идея заключается в следующем. Подключить между коллекторами транзисторов и землёй двунаправленный защитный диод, вот такой: https://www.chipdip.ru/product/smbj36ca Он открывается (пробивается) при напряжении от 40В.

Удалось даже смоделировать этот процесс. Смотрите.

1. Это режим нормальной работы. Переключатель S1 разрывает цепь нагрузки усилителя 50Ом. Защитный диод подключён, усилитель в нормальном режиме, на его работу - никак не влияет.



2. Теперь имитация обрыва антенны, но при этом защитный диод так же отключён. Как видим, напряжение на коллекторах почти 70В (p-p)



3. Теперь антенна так же в обрыве, но, включаем защитный диод. Кратковременная мощность на нём выделилась около 10-15Вт, после чего рассеиваемая мощность на нём стала постоянной около 1-2Вт. И главное, напряжение на коллекторах не превышает 43.4В (p-p).



Что думаете по поводу такого способа защиты?

Но главное, всё же мне нужно узнать вопрос про предельное напряжение К-Э транзистора, что в даташите имелось в виду, какое оно - пик-пик, или среднее, rms? Потому что, если p-p, то защиту надо создавать, а если rms, то даже при обрыве антенны на коллекторах не выше 28В, что ещё очень далеко до 50.

[R0SBD]

Дроздов в усилителе на кп904 применял подобную схему защиты, диодами. В его книжке на стр. 168 описано.

[DX888]

Дроздов в усилителе на кп904 применял подобную схему защиты, диодами. В его книжке на стр. 168 описано.

Спасибо, посмотрел, но там просто на диодах. Но, принцип да, по-смыслу такой же. Значит, идея моя верна). Теперь хотелось бы довести её до ума.

1. Защитный диод естественно имеет свою ёмкость, посмотрел по даташиту SMBJ36CA-TR: https://static.chipdip.ru/lib/476/DOC001476144.pdf получается около 210пф



Такая ёмкость никак не будет влиять на работу выходных транзисторов, что, в принципе и моделирование показало. Но, меня волнует другой вопрос. Этот диод кратковременно, несколько мс может выдерживать импульс тока в 600Вт. Но, ключевое слово - несколько мс. Моё же моделирование показало, что в случае обрыва антенны, на диоде длительное время (ну, как длительное, пока дующий и алёкающий в микрофон не поймёт, что антенны нет)) )будет выделяться мощность порядка 1-10Вт. Выдержит-ли этот диод долговременно такую мощность?

Добавлено через 18 минут(ы):

а хотя стоп! Ведь когда переменное напряжение на коллекторе превысит порог открытия защитного диода в 40В, то сопротивление диода станет десятые доли ома. Это же, по сути нулевое сопротивление одинаково и для переменного и для постоянного тока? А диод включен в коллекторную цепь, где постоянка +18В питания. То есть по-идее, как только антенну оборвало и как только алёкнули в микрофон, защитный диод открылся и своим нулевым сопротивлением закоротил всю питающую цепь и спалил общий предохранитель в 4А. По идее же так получается? Или этот защитный диод при открытии пропускает только переменный ток, а постоянный нет?

[sharp]

Как видим, напряжение на коллекторах почти 70В (p-p)

вопрос про предельное напряжение К-Э транзистора, что в даташите имелось в виду, какое оно - пик-пик, или среднее, rms?

Один из параметров при выборе транзисторов для двухтактного усилителя, это максимально допустимое напряжение К-Э транзистора и оно должно превышать напряжение питания как минимум в 2 раза. Какие тут (Root mean square, RMS или rms) в даташиит транзистора.
Когда читали, например, древний радиолюбительский "бестселлер"- "С.Г. Бунин, Л.П. Яйленко. Справочник радиолюбителя-коротковолновика. 1984", главу 3.4 наверно пропустили, тогда многие вопросы по высокочастотным усилителям мощности на биполярных транзисторах бы отпали...

P.S. "Раньше писатели - писали, а читатели - читали. Сейчас пишут все, а никто не читает" (Oscar Fingal O'Flahertie Wills Wilde- О.Уайльд)- свободный перевод.