Ещё раз относительно линейности и вообще работы транзистора 2П821А в каскаде драйвера предварительного усиления. Этот транзистор вообще-то считается «СВЧ» - эффективен и нормируется по параметрам на рабочие частоты до 175МГц. И поскольку в этом диапазоне в ОБП обычно не работают, то требования по линейности к транзистору в ТУ не нормируются. И не предъявляются. Но допускается работа с 1МГц и выше и работа в классе А при условии непревышения мощностных и тепловых параметров (весьма либеральном на практике). Следовательно, «предъявлять» этому транзистору претензии по нелинейности не слишком корректно – это не его прямое назначение; а наоборот – возможность работать относительно линейно – это приятный бонус… Но очевидно, что совершенно прямого линейного участка на передаточной характеристике у этого транзистора просто нет – отсюда и заметные (хоть и не большие) нелинейные искажения и интермодуляция, ОДИНАКОВЫЕ даже при небольших уровнях сигнала. А вот в «грязный» входной сигнал на входе драйвера верится с трудом – резисторы сумматора линейны, а Г4-218 и Аджилент N5181A достаточно «чистые» и гарантированно исправные. Анализатор спектра Аджилент Е4402В по входу не был перегружен; да даже при проверочном измерении только самих генераторов с выхода сумматора (при типичном уровне сигнала -6дБм!) анализатор показывал интермоды гарантированно меньше -60дБн. Значит, это сам транзистор 2П821А – действительно не «ультралинейный». Но для самих биполярных транзисторов выходного каскада в типичном использовании ожидаемый уровень интермод даже по ТУ должен быть (не хуже) -30…-33дБн, а если мы ожидаем от диодов в базах существенного ухудшения – то уровня интермод драйвера не хуже -37дБн точно должно хватить…
А теперь собственно про первые испытания «модельного макета». Питание было 30В стабилизированное, измерялся и приводится всегда ОБЩИЙ ток потребления, в который входят: ток покоя первого каскада (драйвера) – 0,54А, ток потребления цепи смещения оконечного каскада – 0,10А, ток покоя оконечного каскада – 0,17А; ИТОГО начальный ток – около 0,81А. На выходе оконечного УМ всегда (кроме отдельно оговоренного случая) стоит 2-х звенный ФНЧ с частотой среза около 4,1МГц, приведенный на схеме в сообщении №92. При входном сигнале у драйвера +11…+13дБм усилитель дает на частоте 3,7МГц максимальную мощность, чуть превышающую 200Вт, при этом ток потребления составляет чуть больше 10А и источник питания уходит в ограничение.
Сначала просто гармоники: на входной частоте 1500кГц при подаче на вход связки драйвера и оконечного УМ одночастотного сигнала с уровнем +3дБм выходная мощность составляла около 116Вт, общий ток потребления около 6,51А, уровень второй гармоники составил около -25дБн, уровень 3-ей гармоники около -24дБн, уровень 4-й гармоники менее -50дБн – но 4 гармонику ужЕ эффективно «давит» выходной фильтр и 3-ю тоже начинает подавлять. «Играл» при таком сигнале и током покоя – так вот, при изменении тока покоя (выставляемого заранее без сигнала) от 0 до 500мА уровень гармоник в входном сигнале практически НЕ ИЗМЕНЯЛСЯ! И только при токе покоя больше 500мА начинал немного возрастать уровень 3-й и других нечетных гармоник. Т.е. режим класса В вполне держат сами диоды в базах, и только при принудительном уводе в сторону АВ предсказуемым образом начинают расти нечетные гармоники. Можно будет ещё померить реальное напряжение на базах и возможно, оставить по 2 диода вместо 3 – чтобы точнее удерживать режим класса В.
А при подаче входного сигнала с той же мощностью +3дБм, но частотой 3700кГц выходная мощность и ток потребления практически те же, а уровень любых гармоник на выходе не превышает -60дБн – а усилитель весьма «чистый» и фильтр эффективный!
Также пробовал вообще БЕЗ выходного фильтра, при той же входной мощности +3дБм на частоте 1500кГц подключать последовательно конденсатору СБ (см. схему в сообщении №92) балансный резистор, примерно равный Rк.экв. (2 по 10Ом 2Вт малоиндукционные параллельно – 5Ом). При этом уровень второй гармоники на выходе падал с -25дБн до уровня чуть ниже -40дБн; не так сильно, но заметно (примерно на 10дБ) уменьшались и другие четные гармоники; примерно на 10-15% падала отдаваемая мощность и балансный резистор грелся практически на эту потерю мощности – но «под дутьём» это было терпимо. Но задача минимизации гармоник не ставилась, а размещать крупные греющиеся резисторы неудобно – на будущее балансный резистор был исключен и дальнейшие измерения интермодуляции производились без него. Хотя, интересно будет потом померить и с ним. Но если кого потери мощности не пугают – этот резистор «годное средство» для значительного уменьшения (четных) гармоник.
Фото: последние проверки и калибровки перед измерениями...
Сообщение от Aleksiy
