Мелкие вопросы по аналоговой технике.

[YS]

Дроссель здесь совершенно не при чем.

Однако же в эквивалентной схеме каскада по переменному току он включен параллельно нагрузке... Но за ссылку спасибо.

[Плюсик]

YS писал(а):

Однако же в эквивалентной схеме каскада по переменному току он включен параллельно нагрузке...

Все правильно, но сопротивление дросселя в данном случае выбирают из условия, что его реактивное сопротивление должно быть раз в десять больше выходного сопротивления, что бы он не влиял на работу каскада по переменному току, а активное как можно меньше, что бы на нем не падало напряжение питания подаваемое на транзистор.
Про собственные резонансы дросселя я здесь опускаю. В разделе "радиотехника" про эти резонансы есть целая тема.
У дросселя в данном случае единственное предназначение, это подать на транзистор напряжение питания. Это так называемое "параллельное питание"

Довольно часто вообще обходятся без дросселя. Это последовательное питание.
Например здесь промышленная СВ радиостанция "Беркут"

Спойлер

Хотя по ссылке, что я давал выше рассмотрены все способы согласования, в том числе и этот.

Вложения

1.GIF

(63 KiB) Скачиваний: 227

[YS]

В общем, коллеги, я послушал, почитал, помыслил, и нарисовал схему усилителя. Как вы думаете, стоит пытаться собрать его, или я где-то допустил фатальные просчеты?

Спойлер

Средняя выходная мощность около 600 мВт. Можно разогнать до ватта и дальше, но тогда становится мал запас по напряжению для IRLML2803.

Элементы V2 + R1 символизируют четыре запараллеленых логических инвертора. Задающий генератор планирую собирать на логике.

В качестве V1, может быть, применю LM317, чтобы инжектировать аудио в цепь ОС. Или просто операционный усилитель с эмиттерным повторителем.

В качестве L1 думаю взять стандартный дроссель. L2 скорее всего буду мотать.

R3 символизирует кабель с волновым сопротивлением 75 Ом с полуволновым диполем на конце.

[mickbell]

YS писал(а):

К слову, я верно понимаю, что выходной импеданс каскада с ОЭ в классе C с нагрузкой в виде дросселя по факту равен импедансу этого самого дросселя на интересующей частоте, и именно на него надо согласовывать выходной фильтр и кабель?

Ээээ... как это - нагрузка в виде дросселя? Дроссель - не нагрузка, а всего лишь элемент каскада, включенный параллельно нагрузке. Что касается согласования - тут дело обстоит так. Исходя из других факторов выбирают эквивалентное сопротивление нагрузки, а потом стандартное сопротивление нагрузки (чаще всего 50 или 75 Ом) преобразуют в это с помощью выходных цепей - чаще всего П-фильтра. Получается, что каскад нагружен стандартным сопротивлением нагрузки, трансформированным в расчётное эквивалентное.

[YS]

Исходя из других факторов выбирают эквивалентное сопротивление нагрузки, а потом стандартное сопротивление нагрузки (чаще всего 50 или 75 Ом) преобразуют в это с помощью выходных цепей - чаще всего П-фильтра.

Это я понимаю. Вопрос был в том, как рассчитать эквивалентное сопротивление нагрузки (оно же - выходное сопротивление) для каскада в классе C. Но я так понял, что его не рассчитывают, а выбирают, ибо дроссель, как оказалось, не влияет (по крайней мере, ощутимо) на выходное сопротивление.

[mickbell]

Исходят из требуемой выходной мощности и имеющегося напряжения питания (минус напряжение на открытом транзисторе). Конкретные методики не пересказываю. Могу ошибиться, лучше почитать литературу. Но там - только коэффициенты, а принцип, я думаю, понятен:
P = U^2/Rэкв, или Rэкв = U^2/P

[mickbell]

Кстати, о схеме. Должна работать, но выходной фильтр проверьте на подавление гармоник. Можно в симуляторе частотным анализом.

[YS]

С гармониками вроде все нормально.

Спойлер

Вторая гармоника имеет уровень около -20 dBV, что вроде бы соответствует мощности порядка милливатта на нагрузке 75 Ом.

Добавлено after 2 hours 14 minutes 35 seconds:
Я тут кстати немного оптимизировал схему, и, кроме того, добавил параметры и компоненты, имитирующие неидеальность источников и т.п.



Режим транзистора стал лучше (снизилось напряжение стока), мощность 0.5 Вт достигается при постоянной составляющей напряжения питания каскада 4.35 В. Пиковое напряжение стока около 18 В, пиковый ток - порядка 500 мА (что далеко от предельных значений IRLML2803). Каскад можно разогнать до примерно 1.2 Вт, не выходя за граничные значения для транзистора.

Симуляция:

Спойлер

Похоже, что L2 надо будет делать подстроечной. Ее номинал радикально влияет на согласование.

Кстати, по идее этот каскад должен выдерживать работу без подключенной антенны. Симуляция показывает, что в этом случае напряжение и ток на транзисторе не выходят за допустимые пределы. Мощность рассеяния оказывается великовата, порядка 1 Вт, но, я думаю, что, несмотря на корпус SOT-23, транзистор должен выдержать ее те пару десятков миллисекунд, за которые защита отключит выходной каскад (должно сработать, потому что средний ток при этом возрастает примерно в два раза).

Вроде бы все выглядит исключительно красиво. Как дойдут руки, буду пытаться собрать...

[mickbell]

С гармониками - ну да, вроде нормально. По выходному транзистору: я бы сунул туда в корпусе побольше, чтобы не сдох при любом рассогласовании и любом времени оного. А так - вроде всё нормально. Только не забудьте ограничить спектр НЧ сигнала, чтобы длинных "хвостов" не было. Негоже гадить в эфире, даже и полуваттом.

[YS]

Я бы, на самом деле, с радостью поставил транзистор, способный рассеивать большую мощность, единственно только не знаю подходящего полевика (с таким малым зарядом затвора) в большом корпусе.

Да, разумеется, спектр сигнала будет ограничен, скорее всего на уровне 10 кГц. Мегагерц в симуляции исключительно для того, чтобы лучше было видно на графиках, килогерцы глядеть неудобно.

Большое спасибо всем прокомментировавшим вопрос. Буду пытаться собрать эту схему, если не уговорю народ в школе заменить опыт на что-нибудь другое, не сопряженное с такой грандиозной мощностью излучения в эфир; скажем, на демонстрацию по типу беспроводного зарядного устройства. Это тоже достаточно просто, зрелищно, и вполне демонстрирует передачу энергии электромагнитным полем, как по мне.

[RU3DDM]

Пиковое напряжение стока около 18 В, пиковый ток - порядка 500 мА (что далеко от предельных значений IRLML2803)

А мощность рассеиваемая случаем не превышает ли предельно допустимые для IRLML2803 540mW? Сомнения берут....

[matrasa]

Помогите пожалуйста! Есть у меня бас-гитара, на которой отсутствует электроника, только звучки. Хочу ее починить и спаять новую электронику. Нравится такая простенькая схема. Здесь номиналы потенциометров не указаны, но обычно говорится о 250-500к. У меня таких потенциометров нет. Но есть много советских, от ч/б телеков. У них маленькое сопротивление 1-30к. Есть несколько на 1м. Можно ли использовать потенциометры таких номиналов? Какой конденсатор нужен для тебрблока при другом сопротивлении?

Вложения

jbass.gif

(66.95 KiB) Скачиваний: 826

[YS]

А мощность рассеиваемая случаем не превышает ли предельно допустимые для IRLML2803 540mW?

Нет. Рассеиваемая мощность, рассчитанная в симуляторе, не превышает 200 мВт (в проектном режиме около 130 мВт). Исключение - режим отсутствия нагрузки, там мощность переваливает за Ватт, но это в любом случае нештатный режим.

К слову, расчетный КПД каскада - около 80% (без учета драйвера затвора).

Максимальное напряжение и пиковый ток, разумеется, не случаются одновременно. Однако и по отдельности превышение этих параметров может вывести транзистор из строя, потому я рассматриваю пиковые значения и для того, и для другого. А так это ключевой каскад, так что, когда через транзистор течет максимальный ток, напряжение на нем почти ноль, а максимальное напряжение случается тогда, когда транзистор закрыт.

---

matrasa, потенциометры на 30 кОм и менее я бы не ставил. Звукоснимателям нужна нагрузка порядка сотен килоом-мегаома.

Номиналы конденсаторов я бы пересчитал исходя из предыдущих номиналов резисторов. Главное - сохраните значение произведения сопротивления на емкость (примерно, я не думаю, что тут нужна супер-точность), тогда частота среза фильтров не изменится. Хотя это соображения чисто инженерные. Может быть люди, более знакомые с темой, меня поправят.

Последний раз редактировалось YS Ср сен 20, 2017 21:27:58, всего редактировалось 1 раз.

[RU3DDM]

расчетный КПД каскада - около 80%

Не верю..Это ключевой транзистор,хоть и маленький заряд затвора,но это не ВЧ транзистор... Тем более на частоте в 27мГц. Всякие IRF510 и иже прочие с ними ставят в УМ на КВ,но после 14мГц выходная мощность и КПД сильно падают. Не утверждаю,вскрытие покажет,удачи!

[YS]

Я честно признался, что не учитывал потребление драйвера затвора. Ну и что намерял в симуляторе, то намерял. А критерий истины опыт, конечно.

Кстати, спасибо за IRF510, я так посмотрел, заряд затвора у них сравним - 5 нКл (максимум для IRLML2803) против 8.3 нКл (максимум для IRF510). Правда, у IRLML2803 указано типичное - 3.3 нКл, а что с IRF510, не совсем ясно.

[RU3DDM]

Может за основу взять что-то типа этого: http://coolcircuits.blogspot.ru/2011/03 ... itter.html или так: http://rfanat.ru/s2/qrp_cw.html
И с довеском на 510м: http://www.qth.spb.ru/forum/download/fi ... &mode=view
Ам мандуляцию в оконечном каскаде присобачить )))
Кстати,на выходе HC240 стоит чтото-вроде Вашего драйвера,но на МОПах.
Добавлю- может с 74AC240 еще получше будет,пошустрее она.

[YS]

За схемы спасибо.

Кстати,на выходе HC240 стоит чтото-вроде Вашего драйвера,но на МОПах.

Это-то да, но логика слабовата для того, чтобы на таких частотах управлять затвором непосредственно (даже если ее запараллелить). Именно ради этого я поставил внешний драйвер - он способен выдать гораздо больший ток.

Вполне вероятно, что именно этим (слабыми драйверами затвора) объясняется то снижение КПД, о котором вы упоминали. Эксперимент в симуляторе показывает, что даже незначительное увеличение сопротивления в затворе приводит к существенному падению КПД.

В моей схеме генератор импульсов с последовательным сопротивлением 25 Ом как раз символизирует запараллеленые логические ячейки.

[RU3DDM]

Вполне вероятно, что именно этим (слабыми драйверами затвора) объясняется то снижение КПД, о котором вы упоминали.

Проблема в транзисторе-даже специализированные транзисторы,предназначенные для работы в УМ КВ диапазона не все могут похвастаться КПД в 80%. А тут ключевой транзистор. Проверено,работают они,но не ахти,помню мешок сожженных мною 510х,520х и прочих...
Вот этот товарищ- https://www.dessy.ru/include/images/war ... 315518.PDF от товарищей из митсубиси отдает (типовое) 0,7W на 30мГц при входной мощности всего в 4mW,можно с выхода КГ прям его качать,только приоткрыть чутка до начального тока стока в 50мА. И стоит сие чудо всего 100р в чип-дейле Воронежа.

[mickbell]

YS писал(а):

Я бы, на самом деле, с радостью поставил транзистор, способный рассеивать большую мощность, единственно только не знаю подходящего полевика (с таким малым зарядом затвора) в большом корпусе.

"Кирпичи" (усилители для сибишек) делают на IRF530. Кстати, если отступить от Вашей смехотехники, то ёмкость затвора можно скомпенсировать индуктивностью.

YS писал(а):

Да, разумеется, спектр сигнала будет ограничен, скорее всего на уровне 10 кГц. Мегагерц в симуляции исключительно для того, чтобы лучше было видно на графиках, килогерцы глядеть неудобно.

Пожалуй, 10 - это много. В связи полосу ограничивают тремя килогерцами. Ну пусть пять, шире не стОит. Я понимаю, Гендель...

YS писал(а):

Буду пытаться собрать эту схему, если не уговорю народ в школе заменить опыт на что-нибудь другое, не сопряженное с такой грандиозной мощностью излучения в эфир; скажем, на демонстрацию по типу беспроводного зарядного устройства. Это тоже достаточно просто, зрелищно, и вполне демонстрирует передачу энергии электромагнитным полем, как по мне.

Сибишка таки бывает полезна. Когда мой котёнок в школе на физике изучал электричество, я ему показал ток в незамкнутой цепи. Сибишку с аккумулятором спрятал в коробку, из неё выпустил антенну - провод 2.5 метра длиной, в разрыв которого (близко к коробке) последовательно включил лампочку от фонарика. Цепь разомкнута, а лампочка горит. Потом их учителю физики про это рассказал, вдруг пригодится. Рекомендую.

[YS]

Да, 3 кГц - классика для голоса...

Сибишку с аккумулятором спрятал в коробку, из неё выпустил антенну - провод 2.5 метра длиной, в разрыв которого (близко к коробке) последовательно включил лампочку от фонарика.

Забавный опыт.