مشکل در تقویت کننده RF

[mehrannohtanipour]

سلام. وقت بخیر
مدار زیر یک تقویت کننده RF کلاس Cدر فرکانس 100 مگاهرتزطراحی شده است. امپدانس خروجی در حدود 50 اهم است برای انتن و امپدانس ورودی در حدود 60 الی 70 اهم است.
به دلیل پایین بودن امپدانس ورودی مجبور هستم دامنه سیگنال ورودی را بیشتر اعمال کنم. تا ولتاژ مناسب بر روی بیس فراهم شود. که ولتاژ ورودی 7 ولت سینوسی با فرکانس 100 مگاهرتز است.
تصویر دوم بهره خروجی مدار را نشان میدهد که در حدود 2VCC است و در اینجاVCC یعنی ولتاژتغذیه، برابر با 12 ولت است.
اما در تحلیل با نرم افزار PSPICE جریان کلکتور ترانزیستور در حدود یک آمپر بدست آمده است این درحالی است که ترانزیستور های تقویت کننده RF معمولا جریان کلکتور کمی دارند.
این مدار در حدود 1 وات توان قرار است در خروجی ارائه دهد.
شکل موج جریان کلکتور در تصویر سوم ارائه شده است.
بنظرتون من در تحلیل با نرم افزار اشتبا کردم در مورد جریان کلکتور؟؟ تکلیف چیه؟ ترانزیستورهای توان RF معمولا اینقدر جریان در کلکتور خود ارائه نمی دهند و اینقدر توان هدر نمیرود. ولتاژ ورودی 7 ولت با فرکانس 100 مگاهرتز است
برای شبیه سازی در خروجی یک مقاومت 500 مگا اهمی قرار دادم چون نرم افزار پایه قطعه رو هوا را قبول نمیکنه
این کار را کردم




بهره خروجی







جریان کلکتور

[mehrannohtanipour]

پاسخ : مشکل در تقویت کننده RF

در این مورد اگر دوستان راهنمایی بفرمایند ممنون میشم

[evergreen]

پاسخ : مشکل در تقویت کننده RF

در این مورد اگر دوستان راهنمایی بفرمایند ممنون میشم

با سلام و احترام
اینکه در ترانزیستور تقویت کننده RF جریان بالا کشیده بشه کاملا طبیعیه. اگر این ترانزیستورها را در دستگاههای ساخته شده توسط کارخانجات نگاه کنید معمولا هیت سینکهای بزرگ و حتی در موارد توان بالا فن برای خنک کردن خواهید دید. در مورد مدل کردن آنتن در حالت فرستندگی هم با توجه به امپدانس 50 اهمی آنتن اینکه از مقاومت 500 مگا اهمی استفاده کردید کمی عجیبه! در ساده ترین حالت باید از یک مقاومت 50 اهم استفاده میکردید. البته معمولا در مدلسازیهای حرفه ایی تر با توجه به نوع آنتن از ترکیبی از سلف، خازن و مقاومت استفاده میشه که باید دقیقش رو دوستانی که تخصص RF دارند توضیح بدهند.
موفق باشید.

[Amie.s.m]

پاسخ : مشکل در تقویت کننده RF

دوست عزیز از مقادیر قطعات و طراحی اشتباه که بگذریم ،

ترانزیستور مورد استفاده 2n2222 هستش ، در مود کامون امیتر بسته شده ، فرکانس هم در برابر کات این ترانزیستور بالا محسوب نمیشه .

بهره جریان این ترانزیستور در فرکانس ۱۰۰ مگاهرتز عددی بزرگتر از ۱۰۰ هستش !

ولتاژ اعمالی به ورودی مدار نمیتونه ۷ ولت باشه ، خروجی هم نمیتونه جریان ۱ آمپری بده ( این ترانزیستور ۸۰۰ میلی آمپر ماکزیمم جریان مجاز کلکتورشه ، در کلاسی که شما بایاسش کردی جریان مجاز کلکتورت به زحمت بتونه به ۸۰ میلی آمپر برسه بعدش ترانزیستور محدوده دمای قابل دفع رو رد میکنه و میسوزه )

بار که آنتن باشه همونطور که دوستمون توضیح دادن در خوش بینانه ترین فرمتش یک بار مقاومتی حدود ۳۰ تا ۷۵ اهم هست نه ۵۰۰ مگا اهم .

[mehrannohtanipour]

پاسخ : مشکل در تقویت کننده RF

دوست عزیز از مقادیر قطعات و طراحی اشتباه که بگذریم ،

ترانزیستور مورد استفاده 2n2222 هستش ، در مود کامون امیتر بسته شده ، فرکانس هم در برابر کات این ترانزیستور بالا محسوب نمیشه .

بهره جریان این ترانزیستور در فرکانس ۱۰۰ مگاهرتز عددی بزرگتر از ۱۰۰ هستش !

ولتاژ اعمالی به ورودی مدار نمیتونه ۷ ولت باشه ، خروجی هم نمیتونه جریان ۱ آمپری بده ( این ترانزیستور ۸۰۰ میلی آمپر ماکزیمم جریان مجاز کلکتورشه ، در کلاسی که شما بایاسش کردی جریان مجاز کلکتورت به زحمت بتونه به ۸۰ میلی آمپر برسه بعدش ترانزیستور محدوده دمای قابل دفع رو رد میکنه و میسوزه )

بار که آنتن باشه همونطور که دوستمون توضیح دادن در خوش بینانه ترین فرمتش یک بار مقاومتی حدود ۳۰ تا ۷۵ اهم هست نه ۵۰۰ مگا اهم .

سلام. وقت بخیر
اشاره کردید که مقادیر اشتباه المان ها در طراحی انجام شده؟ رو چه حسابی میفرماید مقادیر اشتباه است؟؟ البته در نرم افزار پی اسپایس مدل ترانزیستور بهتر نبود و قبول دارم که بار باید 50 اهم باشد. مدار برای فرکانس 100 مگاهرتز طراحی شد است. اگر امکانش هست بیشتر توضیح دهید

[Amie.s.m]

پاسخ : مشکل در تقویت کننده RF

توضیح مدارات مخابراتی در یک پست و دو پست و چند تاپیک تقریبا غیر ممکنه ...
به شکل کلی :
شما مدار رو کلاس C بستید ...

آمپلی فایرهای کلاس C با هدف کاهش تلفات توان و ساده سازی کلیت سیستم استفاده میشن .
طبیعتا بایاس dc هم حذف میشه ... بجاش سیگنال ورودی باید اونقدر بزرگ باشه که بتونه مستقیم ترانزیستور رو بایاس کنه .
مساله اول : بیس امیتر ترانزیستور در نیم سیکلهای منفی چه اتفاقی براش میفته ؟
مساله دوم : اینهمه سلف و خازن ( ورودی ها که سوای عدم موضوعیت وضعیت مساله اول رو بدتر هم میکنه ) برای چی استفاده کردید ؟
مساله سوم : جریان کلکتور ترانزیستور چرا محدود نشده ؟
ظرفیتهای خازنی اتصالات ترانزیستور رو چرا لحاظ نکردید ؟ و این ظرفیتها قطعه به قطعه متغیره ... چطور باید مدار نهایی رو با قطعات استفاده شده منطبق کرد ؟
این چیدمان با اینهمه قطعه دور و برش ( بعضی قطعات اصلا رنج استاندارد نیستن ) چرا یک بخش ساده تیون نداره ؟!

راندمان انرژی این آمپلی فایر اونطور که مد نظر شما بوده کمتر از ده درصد شده ( آمپلی فایر های کلاس AB معمولی می بستیم راندمان حدود ۵۰ درصدی دارن ! )
این بخشها رو پیرو تناقضاتی که در پایان مساله اشاره کردید پرسیدم .
اگر فرضا ترانزیستور رادیویی که جریان کلکتور ۱ آمپری بهتون میداد رو معرفی کنیم بنظر شما با این راندمان مدار توجیه استفاده داره ؟

بعنوان یک مرجع دم دستی این آمپلی فایر رو در این لینک مشاهده و مقایسه بفرمایید ... ۱ واته با ولتاژ کاری مثل مدار شما )

سوالی بود همینجا ادامه میدیم

https://electronics-diy.com/1W_Universal_RF_Amplifier.php

[mehrannohtanipour]

پاسخ : مشکل در تقویت کننده RF

توضیح مدارات مخابراتی در یک پست و دو پست و چند تاپیک تقریبا غیر ممکنه ...
به شکل کلی :
شما مدار رو کلاس C بستید ...

آمپلی فایرهای کلاس C با هدف کاهش تلفات توان و ساده سازی کلیت سیستم استفاده میشن .
طبیعتا بایاس dc هم حذف میشه ... بجاش سیگنال ورودی باید اونقدر بزرگ باشه که بتونه مستقیم ترانزیستور رو بایاس کنه .
مساله اول : بیس امیتر ترانزیستور در نیم سیکلهای منفی چه اتفاقی براش میفته ؟
مساله دوم : اینهمه سلف و خازن ( ورودی ها که سوای عدم موضوعیت وضعیت مساله اول رو بدتر هم میکنه ) برای چی استفاده کردید ؟
مساله سوم : جریان کلکتور ترانزیستور چرا محدود نشده ؟
ظرفیتهای خازنی اتصالات ترانزیستور رو چرا لحاظ نکردید ؟ و این ظرفیتها قطعه به قطعه متغیره ... چطور باید مدار نهایی رو با قطعات استفاده شده منطبق کرد ؟
این چیدمان با اینهمه قطعه دور و برش ( بعضی قطعات اصلا رنج استاندارد نیستن ) چرا یک بخش ساده تیون نداره ؟!

راندمان انرژی این آمپلی فایر اونطور که مد نظر شما بوده کمتر از ده درصد شده ( آمپلی فایر های کلاس AB معمولی می بستیم راندمان حدود ۵۰ درصدی دارن ! )
این بخشها رو پیرو تناقضاتی که در پایان مساله اشاره کردید پرسیدم .
اگر فرضا ترانزیستور رادیویی که جریان کلکتور ۱ آمپری بهتون میداد رو معرفی کنیم بنظر شما با این راندمان مدار توجیه استفاده داره ؟

بعنوان یک مرجع دم دستی این آمپلی فایر رو در این لینک مشاهده و مقایسه بفرمایید ... ۱ واته با ولتاژ کاری مثل مدار شما )

سوالی بود همینجا ادامه میدیم

https://electronics-diy.com/1W_Unive..._Amplifier.php

سلام.
در مورد مساله اول که در بیس امیتر چه اتفاقی می افتد خب بحث کلمپ شدن سیگنال مطرح است و سیگنال کلمپ منفی می شود و فقط در حدود 0.7 ولت جهت بایاس کردن
به دیود بیس امیتر داخل ترانزیستور میرسد.
در مورد مساله دوم بحث تطبیق امپدانس مطرح است. این مدار برای طبقه نهایی فرستنده رادیویی fm طراحی شده است و امپدانس آنتن 50 اهم است. البته امپدانس ورودی هم
50 اهم در نظر گرفته شده است. برای همین این همه سلف خازن ردیف شده. درواقع برای طبقه خروجی از فیلتر پی PI استفاده شده است.
مساله سوم دقیقا همینه، چرا جریان کلکتور محدود نشد است واقعا؟ شاید نرم افزارپی اسپایس مناسب شبیه سازی نیست؟؟؟
اینکه رنج استاندارد قطعات استفاده نشده چون در محاسبات طراحی مقادیر اینجوری بدست آمده و برای شبیه سازی نهایی همینطوری مستقیم مقادیر بدست آمده را در شبیه سازی
واردکردم.

[evergreen]

پاسخ : مشکل در تقویت کننده RF

مساله اول : بیس امیتر ترانزیستور در نیم سیکلهای منفی چه اتفاقی براش میفته ؟
مساله دوم : اینهمه سلف و خازن ( ورودی ها که سوای عدم موضوعیت وضعیت مساله اول رو بدتر هم میکنه ) برای چی استفاده کردید ؟
مساله سوم : جریان کلکتور ترانزیستور چرا محدود نشده ؟

با سلام و احترام
بنظر من مشکل اصلی مدار ایشان در شبیه سازی، استفاده از مقاومت بار 500 مگااهمی است که باعث شده به دلیل عدم تطبیق امپدانس خروجی، جریان برگشتی به سمت کلکتور داشته باشند.
در مورد سوالات شما چیزی که بنظر من میرسه اینه که:
1- L2 با ظرفیت 100 میکروهانری عملا در فرکانس 100 مگاهرتزی یک امپدانس بزرگه در حالیکه در حالت dc بیس را گراند میکنه.
2- سلف و خازنهای ورودی جهت تطبیق امپدانس طبقه قبلی با طبقه تقویت میباشد.
3-جریان کلکتور توسط مقاومت و امپدانس خازنی ترانزیستور محدود خواهد شد. البته ترانزیستور 2N2222 انتخاب مناسبی نمیباشد ولی طبقه تطبیق امپدانس ورودی و خروجی بکارگرفته شده از لحاظ آرایش قطعات صحیح میباشد.
موفق باشید

[mehrannohtanipour]

پاسخ : مشکل در تقویت کننده RF

با سلام و احترام
بنظر من مشکل اصلی مدار ایشان در شبیه سازی، استفاده از مقاومت بار 500 مگااهمی است که باعث شده به دلیل عدم تطبیق امپدانس خروجی، جریان برگشتی به سمت کلکتور داشته باشند.
در مورد سوالات شما چیزی که بنظر من میرسه اینه که:
1- L2 با ظرفیت 100 میکروهانری عملا در فرکانس 100 مگاهرتزی یک امپدانس بزرگه در حالیکه در حالت dc بیس را گراند میکنه.
2- سلف و خازنهای ورودی جهت تطبیق امپدانس طبقه قبلی با طبقه تقویت میباشد.
3-جریان کلکتور توسط مقاومت و امپدانس خازنی ترانزیستور محدود خواهد شد. البته ترانزیستور 2N2222 انتخاب مناسبی نمیباشد ولی طبقه تطبیق امپدانس ورودی و خروجی بکارگرفته شده از لحاظ آرایش قطعات صحیح میباشد.
موفق باشید

سلام. بار خروجی را به 50 اهم تغییر دادم اما مشکل همچنان باقی است. وبهره افت بیشتری هم داشت و جریان کلکتور بیشتر هم شد
واقعا گیج شدم

[Amie.s.m]

پاسخ : مشکل در تقویت کننده RF

مداری که بهتون لینک دادم رو استفاده کنید ...

در مورد جوابها : سوال راجع به وضعیت بیس امیتر در باباس معکوس بود ( شما قطعه برای کلمپ سیگنال منفی قرار ندادی )

در مورد محدود کردن جریان کلکتور این جریان رو طراح باید محدود کنه ... یک مقاومت سری با تغذیه روی کلکتور لازمه .

بعضی طرحها یک خازن حدود یک میکرو برای بای پاس جریان کلکتور استفاده میکنن بعضی هم نمیکنن .

ولی در هر صورت جریان کلکتور اگر محدود نشه سوای احتمال سوختن ترانزیستور تانک LC خروجی ممکنه رفتارش پیش بینی ناپذیر بشه .

این مقاومت همچنین باعث افزایش Q فیلتر خروجی و حذف موثر هارمونیکهای سیگنال میشه ..

در مورد اسپایس هم چند تا مدار مخابراتی با اسپایس شبیه سازی کنید بعدا عملی ببندید متوجه میشید چقدر مرتبطن ...