Обрезание сигнала 10 МГц NPN транзистором

[Valimor]

Сразу говорю я больше по цифровой схемотехнике, в аналоговой и особенно в транзисторах шарю не особо)

Итак, стояла задача усиления сигнала 10 МГц. Для этой цели был выбран транзистор BFU550X из соображений малого коэффициента шума, высокой точки децибельной компрессии и усиления. Схема включения была взята из даташита со страницы 16, там она для частоты 433 МГц, и применена для 10 МГц с минимальными изменениями.

Судя по таблице в даташите и характеристикам данный транзистор должен давать на заданной частоте примерно следующие параметры: коэффициент усиления около 20 дБ (в 80 раз) , точку децибельной компрессии(P1DB) не менее 10 дБм.  Однако на деле я вижу следующее: обрезаются верхние пики синусоиды(только те пики что сверху, нижние нормальные), а точка децибельной компресии находится ниже  +6 дБм,  потому что при +6 дБм я вижу, что усилитель находится в глубоком насыщении(чтобы выйти из него пришлось сигнал на входе понизить на что-то около 10 дБ). Рисунок как выглядит синусоида в приложении; я также снимал осциллограмму, но забыл её на рабочем компе, завтра её добавлю.

Я уже увидел на сделанной плате, что не правильно выставил смещение и у меня на коллекторе не половина напряжения питания как вроде бы нужно делать, насколько я помню.. а 2,2 Вольта. Я это правил, изменением резисторов R102 и R103, и у меня получалось выставить смещение 1,6 Вольта. Но сигнал всё равно продолжает обрезаться. Ах да напряжение питания усилителя 3.3В стабилизированное, ток по идее должен быть около 25 мА.(по факту получилось около 30 мА). Ну и нагрузка как видно из схемы 50 Ом.

В чём может быть проблема? В приложении сама схема и даташит на транзистор, также сейчас планирую собрать схему в Cadence и посмотреть там, могу потом выложить проект. Кстати кто-нибудь знает как импортировать spice модель транзистора туда??

Элементы:

W51, W54 - микрополосок согласованный на 50 Ом.

R102 - CR0402-FX-6201 - 6,2 кОм

R103 - CR0402-FX-40R2 - 40,2 Ом

R104 CR0402-FX-18R0  - 18 Ом

C230, C232 - GCM188R71E105KA64 - 1 мкФ

C231 - GCM1555C1H102JA16 - 100 пкФ

C233 - GCM155R71H104KE02 - 100 нФ

L11 - B82496C3680J000 - 68 нГн

VT2 - BFU550X

BFU550X.pdf

Изменено 21 августа, 2017 пользователем Valimor

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Falconist]

34 минуты назад, Valimor сказал:

около 20 дБ (в 80 раз)

Это всего лишь около 10 раз. 80 раз - это 38 дБ.

Подбирайте R102.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[next sound]

вижу 2 причины 

1. не правильный рабочий режим.

2. слишком большая амлитуда на выходе.

ещё вопрос: +20db - рассчитывалось по напряжению или по мощности?

[Реклама]

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Valimor]

15 минут назад, next sound сказал:

вижу 2 причины 

1. не правильный рабочий режим.

2. слишком большая амлитуда на выходе.

ещё вопрос: +20db - рассчитывалось по напряжению или по мощности?

рабочий режим точно не правильный, вот и хочу спросить как правильно надо) по мощности

Изменено 21 августа, 2017 пользователем Valimor

[Ulis]

А чего в каденсе то, когда есть бесплатный LTSpice?

 

 

[next sound]

головоломка по даташиту

какой должен быть ток коллектора в схеме, если средний (типичный) ток по даташиту 15 мА, максимальный 50 мА ?

намекаю - ток коллектора без сигнала

при сигнале он меняется в зависимости от амплитуды сигнала.

да и все характеристики на транзистор даются на ток 15 мА.

 

задавал вопрос: какая амплитуда на выходе - когда видно ограничение?

[Ulis]

[Valimor]

17 минут назад, next sound сказал:

головоломка по даташиту

какой должен быть ток коллектора в схеме, если средний (типичный) ток по даташиту 15 мА, максимальный 50 мА ?

намекаю - ток коллектора без сигнала

при сигнале он меняется в зависимости от амплитуды сигнала.

да и все характеристики на транзистор даются на ток 15 мА.

 

задавал вопрос: какая амплитуда на выходе - когда видно ограничение?

а разве недостаточно просто выставить на линейный участок? у нас начинается от 15 мА . Я не помню какая амплитуда, давно уже смотрел. Завтра, то есть для меня уже сегодня на работе сниму осциллограммы со входа и выхода и сюда выложу

[Valimor]

Итак, снял я графики, их у меня три штуки: первый график снят перед резистивным аттенюатором, который стоит перед транзистором, чтобы показать что исходный сигнал это синусоида.

Второй график снят непосредственно на входе транзистора, шапка у него почему то оказалась обрезанной) резистивный аттенюатор так не работает, он просто ослабляет сигнал, так что видимо это влияние транзистора.

Ну и последний график это собственно сигнал на выходе. Шапка обрезана, размах сигнала что-то около 1,5 Вольта.

upd: видимо на втором графике свою роль сыграли побочные гармоники которые исказили сигнал

[next sound]

тогда расскажите как Вы понимаете уровни сигналов. а именно что есть:

0 dbm ???

+6 dbm ???

[Valimor]

0 дБм - это по мощности в децибелах, равно 1 мВт.

+6 дБм - это соответственно в 4 раза больше и равно 4 мВт.

Эти милливатты относительно 50 Ом при переводе в вольты дадут: 0.45 В среднеквадратичное напряжения или 0.63 Вольта пиковое, то есть размах синусоиды 1,3 Вольта.

Ну мне нужно около 10 дБм, а это СКЗ 0.71 Вольт, пиковое 1 Вольт, то есть размах 2 вольта.

Изменено 22 августа, 2017 пользователем Valimor

[next sound]

нууууууууу

тогда снова пора за учебники (или справочники)

 

т.е. Вы хотите 2 Вольта неискажённой синусоиды при питании 3 В, и однотактном каскаде? ну-ну.

Изменено 22 августа, 2017 пользователем next sound

[Valimor]

да я вроде уже понял, что надо делать. Так что разберусь)