Усилитель по схеме с общим затвором на КП903.

Рассказывая о трансивере "SA612", я написал, что хочу протестировать усилительный каскад на КП903, примененным в этом трансивере. Вот его схема.

Рис. 1.

У меня нашлись три КП903, так что с этим проблем не было.

Рис. 2.

Схему я постарался сохранить, как в авторском трансивере, только добавил резистор R1, чтобы использовать его в делителе напряжения, R6 в качестве нагрузки каскада, а также потенциометр R7, который имитирует напряжение АРУ. Все собрал на макетке. Трансформатор намотал на зеленом кольце двумя скрученными проводами ПЭЛ 0,3, количество витков - 13.

Рис. 3.

Первым делом я закоротил коллектор и эмиттер VT2. чтобы исключить цепь АРУ, а также отпаял один из выводов конденсатора С3. На вход подал напряжение от генератора ВЧ с частотой 9 МГц, один канал осциллографа подключил к точке А, второй канал - к сопротивлению нагрузки R6. Напряжение питания для начала сделал 8 В. При этом напряжение постоянного тока в точке А было 4,3 В, а ток, соответственно, около 40 мА.

Рис. 4.

Как видно без С2 или его слишком малой емкости (большом емкостном сопротивлении) каскад не усиливает, а, наоборот, ослабляет его почти ровно в два раза. Подключаю конденсатор C2.

Рис. 5.

В этом случае каскад усиливает входной сигнал и коэффициент усиления около 6-ти (464 мВ : 78 мВ = 5,95). Увеличиваю напряжение питания до 12 В.

Рис. 6.

При этом коэффициент усиления составил около 9-ти, а напряжение постоянного тока в точке А было 4,4 В.

Решил посмотреть, какое максимальное напряжение сигнала можно подать на вход, чтобы сигнал на выходе был не искажен. Оказалось, что это более 500 мВ на входе и более 5В на выходе.

Рис. 7.

Пол вольта на входе - это здорово. Хорошая динамика.

Теперь посмотрю на работу АРУ. Убираю перемычку, замыкающую коллектор и эмиттер VT2. Подаю в точку Б сначала +12 В, а затем 0 В, и измеряю напряжение в точке А.

Рис. 8.

А затем подаю на вход сигнал.

Рис. 9.

Как видно, АРУ работает. Снимаю регулировочную характеристику.

Рис. 10.

И, глядя на эту таблицу, я увидел интересный факт: напряжение на входе усилителя снижалось по мере открывания VT2, хотя я ничего не менял и выходное сопротивление моего генератора 50 Ом. А говорит это о том, что входное сопротивление каскада при работе АРУ изменяется, не смотря на то, что входное сопротивление определяется сопротивлением цепочки R2, L1 (рис. 1) при неизменной частоте сигнала.

Рис. 11

После этого я посмотрел АЧХ каскада.

Рис. 12.

Рис. 12.

В полосе 1 - 26 МГц неравномерность не более 2 дБ. А меняется ли выходное сопротивление каскада? Для этого я замерил КСВ на выходе при напряжении АРУ 0В и 3 В.

Рис. 13.

КСВ изменилось вдвое, а это значит, что и выходное сопротивление каскада тоже меняется.

В общем, испытания каскада показали его работоспособность и хороший динамический диапазон, а вот регулировать усиление каскада путем изменения тока через транзистор не стоит, если требуется его хорошее согласование с предыдущим или последующим каскадами.

Возникла идея: а почему бы не включить регулирующий транзистор системы АРУ последовательно с конденсатором С2. При этом режим каскада по постоянному току при работе АРУ меняться не будет.

Рис. 14.

Сказано -сделано. Убрал конденсатор С3, иначе никакого регулирования не получится. Увы, ожидания себя не оправдали. Во-первых, как и следовало ожидать, диапазон регулирования был меньше: усиление при напряжении в точке Б 0 В Кус = 0,7, а при напряжении +3 В - Кус = 6,6. Во-вторых, размах сигнала в точке А при изменении АРУ в точке Б менялось от 110 мВ (0 В) до 79 мВ (+3 В). Это немного меньше, чем при использовании схемы на рис. 1, но имеет место быть. Очень интересной получилась картина изменения КСВ на выходе.

Рис. 15.

Сравните с рис. 13 - какая разница! Хотя диапазон изменения КСВ в общем-то не сильно различается, то характер кривых отличается сильно.

Еще раз убедился, что если хочешь хорошо согласовать усилительный каскад с нагрузкой, то не стоит менять его режим ни по постоянному току, ни по переменному. По-моему перед кварцевым фильтром лучше всего поставить эмиттерный повторитель, да и за ним тоже. Усложнение минимальное: два транзистора, четыре резистора - и проблем с согласованием не будет.

Всем успехов и здоровья!