Простой расчёт УВЧ каскада на транзисторах.

Всем доброго дня! Кто подскажет, как сделать расчёт, желательно простой, для каскада УВЧ, как на схеме в вложении.
Конкретно сейчас мне нужно получить сопротивление входа\выхода 75 ом, питание 27в, и найти компромисс между усилением и шумом.Но я хотел бы знать, как это всё делать,
если понадобится подобный УВЧ для других параметров. Транзистор, например, 2Т610А или 2Т922, их у меня больше всего.
С чего начинать? Что ещё нужно для расчёта?
И ещё, не нужно меня посылать в книгу Э.Рэда, меня ней задолбали на предыдущих форумах, в книге упрощённые расчёты для 50ом и питание 13в. Хотя книга, безусловно, полезная.

Цитата: 133ЛА3 от Декабрь 28, 2020, 12:41:32 am

Хотя не знаю, есть ли в этом разделе смысл.

Ну, а почему бы и нет?
А по усилителю задайте нужный Вам коэффициент усиления, и я Вам выложу варианты.
Хотя, по моей практике, наиболее приемлемым компромиссом для КТ610 является резистор в эмиттере порядка 10 Ом - и по постоянке глубина ООС достаточна для стабильной работы, и по переменке не будет серьёзного ухудшения соотношения сигнал/шум, т. к., сопротивление база-эмиттер при разумных токах у этих транзисторов порядка 100 Ом.
По Маткаду 13 - на XP ставится без проблем, на семёрке иногда есть мелкие проблемы, там фифти-фифти.
На форуме есть ветка на эту тему.
А 13 версия не потому, что я ретроград, а потому, что эта самая старшая версия с малоглючным движком, заточенным под мои задачи, с 14 версии движок поменяли, и бреда в решении систем уравнений стало в несколько раз больше, а такой хоккей нам не нужен...

Есть два варианта этого усилителя - в одном случае как на схеме, в другом сигнал ООС снимается с коллектора. В EMRFD авторы пишут что вариант с ООС с коллектора предпочтительнее т.к. при ООС с трансформатора каскад может быть неустойчив. Для варианта с ООС с коллектора у меня есть экселевская таблица

Цитата: Relayer от Декабрь 28, 2020, 01:20:56 am

В EMRFD авторы пишут что вариант с ООС с коллектора предпочтительнее т.к. при ООС с трансформатора каскад может быть неустойчив.

Ну, тут палка о двух концах. С одной стороны, потенциальная неустойчивость, естественно, появляется, т. к., транс даст дополнительную задержку, и она, сложившись с задержкой в транзисторе, может отрицательную связь превратить в положительную.
С другой стороны, для генерации помимо баланса фаз нужен и баланс амплитуд, выполнить который с теми же КТ610, фактически, нереально.
Кроме того, снятие ООС с того же отвода, к которому подключена нагрузка, нивелирует кривизну АЧХ транса.
Ну, а с СВЧ транзисторами, конечно же, риск засвистеть многократно возрастает, и замечание Андрея вполне уместно...

Цитата: Relayer от Декабрь 28, 2020, 01:20:56 am

Для варианта с ООС с коллектора у меня есть экселевская таблица

А, точно, ведь и Евгений выкладывал мою пресету в виде исполняемого файла...
http://analogtrx.com/SMF/index.php?topic=37.msg4055#msg4055

Неудобно в таком виде считать

Цитата: Relayer от Декабрь 28, 2020, 01:47:59 am

Неудобно в таком виде считать

А Вы в каком бы виде хотели видеть?

И таблицу дайте посмотреть свою...

1.Считаю, что по Маткаду вопросы задавать лучше буду в соответствующем разделе. Я с этой программой на "ты"... ну ели точнее, на "ты кто, что ты такое?"
2.По усилителям. Когда-то делал такой-же усилитель по схеме из журнала, был самовозбуд. Мой друг, заметно старше меня, посоветовал сделать выход
отдельной обмоткой, как в схеме в первом сообщении. Самовозбуд пропал. Не знаю, почему.

Да ну, это совсем значит на пределе устойчивости каскад был, отдельными обмотками никогда не приходилось выход делать. Тем более, с КТ610, который и 250 МГц с трудом тянет...

Там был 2Т922А.

Цитата: 133ЛА3 от Декабрь 28, 2020, 07:44:21 pm

2Т922А.

Это вообще фантастика. Такого никогда не видел...
Эти каскады критичны к нагрузке, может быть, там какой-то косяк был.
С неменьшим успехом можно было просто дроссель в разрыв цепи в нагрузку включить.

Ещё видел в "Радиодизайне" похожую схему, но сдоп. обмоткой в базе, пару витков. Ещё похожая схема с такой ОС в Р399А, но там на полевиках 2П903А.
Для чего ещё одна ОС?

Цитата: 133ЛА3 от Декабрь 28, 2020, 08:19:35 pm

Ещё видел в "Радиодизайне" похожую схему, но сдоп. обмоткой в базе

Причина подобных изысков может быть только одна - автор хочет все параметры строго задавать - и Rвх, и Rвых, и усиление.
Классика позволяет задать только два из них, третье - как получится.
Но на практике мне подобные вещи ни разу не приходилось делать, т. к., необходимости в них не вижу.
КСТАТИ, а сам автор чем оправдывал такие навороты?

Ничем не оправдывал. Написал его параметры, и то что этот усилитель в его трансивере не используется. Если интересно, это в 3-м номере, Статья на 13-й странице.
Кстати, там дальше есть схема для переделки Р399А в трансивер, есть в ней УВЧ, тоже на 2Т922А. Я свой приёмник переделал, частично основываясь на этой схеме.
И что интересно, там тоже выход отдельной обмоткой. Я когда повторял этот усилитель, уже помня "старые грабли", сразу мотал трансформатор скруткой из трёх проводов.

Цитата: 133ЛА3 от Декабрь 28, 2020, 09:02:11 pm

Написал его параметры, и то что этот усилитель в его трансивере не используется.

Да тройная обратная связь на мой взгляд, явный перебор.
Тем более, что ничем особенным каскад не выделяется.

Дело в том, что просто такие вещи не считаются, и попытки найти простые варианты здесь просто неприемлемы, ибо приведут либо к серьёзной погрешности, либо к откровенному бреду.
Да и дедушка Рэд тоже не всегда прав в своих выкладках.
В сущности, любому, кто освоил основы элементарной электротехники, вполне понятно, какие элементы схемы на какие параметры влияют, но решить в уме, или же на бумаге трёхэтажную систему из четырёх уравнений, вряд ли кто сможет.
Самый простой путь, который лично я нашёл для себя, 40 лет назад, и который гарантированно обеспечивает и правильность и точность - это составление математической модели с дальнейшим решением её с помощью компьютерной математики, тем более, что уже почти 25 лет назад появились компьютерные среды для персональных компьютеров.
Пресеты под данные схемы мною написаны ещё в прошлом веке, посчитать Ваши задачу - дело нескольких секунд.
Но, как я понимаю, у Вас есть желание попытаться самостоятельно что-то там подвигать в номиналах, и разобраться в физике процессов, для этого придётся ставить Маткад, причём, желательно 13 версию - именно под неё заточены все мой пресеты.
Уверяю Вас, никакой иной альтернативы детально разобраться в работе подобных схем нет...

Вот, к примеру, Ваш вариант - слева - с трансом (KP=19 дБ), справа - со снятием сигнала прямо с коллектора (KP=12 дБ), с номиналами эмиттерного резистора и резистора в цепи ООС.
По постоянному току расчёт элементарен, и вот его, действительно, можно произвести с достаточной точностью и без компьютерной математики...

Игорь, огромное спасибо, вы сделали за меня больше половины работы, буду считать подарком на Новый Год. С постоянкой, без проблем... ну а про Маткад,
лучше завтра, я спать, мне на работу. По Маткаду теперь куча вопросов...
И ещё, на вашем форуме я не нашёл раздела для военного радио, весь этот движняк с УВЧ для него. Хотя не знаю, есть ли в этом разделе смысл.

Цитата: Relayer от Декабрь 29, 2020, 12:36:06 pm

Настоящий нортон вот такой

А я в терминологии не силён - все лекции по радиотехнике прогуляны, да и вряд ли эту схему в 70-х в СССР именно таким именем называли.
Тем не менее, преподаватели претензий ко мне не предъявляли, и свои 62 честных советских рубля я получал ежемесячно все 6 лет обучения, т. к., ещё в первом семестре понял, что для того, чтобы на достаточном для себя уровне знать радиотехнику, вполне хватает начальных знаний по матану и основ электротехники, всё остальное элементарно вычисляется...

Цитата: Игорь 2 от Декабрь 29, 2020, 11:30:26 am

А вот, кстати, ничего писать и не нужно, оказывается, я уже сталкивался с этим каскадом, и математика давным-давно есть, аж 25 лет назад написанная...

Как бы математику увидеть ?

Цитата: Егм от Декабрь 29, 2020, 02:30:12 pm

Как бы математику увидеть ?

Кинул в личку. Срок действия ссылки - 24 часа.

Спасибо !!!

Цитата: 133ЛА3 от Декабрь 28, 2020, 08:19:35 pm

Ещё видел в "Радиодизайне" похожую схему, но сдоп. обмоткой в базе, пару витков.

А ещё обратите внимание, что фазировка дополнительной обмотки указана неверно - получается вместо ООС положительная обратная связь.
В сущности, не вопрос написать математику под этот каскад, но, повторю ещё раз - смысла не вижу никакого - стандартная схема даёт вполне приемлемые результаты, если особой экзотики не хотеть, типа, к примеру, существенную разницу во входном и выходном сопротивлении.
Кроме того, ещё и не стоит забывать, что гонка за точными заданными сопротивлениями в реальной жизни вряд ли оправдана - обсуждаемый каскад с комбинированной связью, естественно, не обладает сильной развязкой как вход/выход, так и выход/вход, поэтому, как изменение нагрузки приводит к существенному изменению входного сопротивления, так и изменение сопротивления генератора - к изменению выходного сопротивления.
На моих пресетах всё это прекрасно отображается, там и картинки соответствующие есть, к примеру - см. прикрепление...

Цитата: Игорь 2 от Декабрь 29, 2020, 11:06:54 am

не вопрос написать математику под этот каскад,

А вот, кстати, ничего писать и не нужно, оказывается, я уже сталкивался с этим каскадом, и математика давным-давно есть, аж 25 лет назад написанная...

И последнее, что можно добавить - каскад с комбинированной связью правильно рассчитывать, отталкиваясь от заданного входного сопротивления и коэффициента усиления.
При этом при условии равенства выходного сопротивления источника, заданного входного сопротивления, и сопротивления нагрузки, выходное сопротивление каскада будет стремиться к тому же сопротивлению тем сильнее, чем больше коэффициент усиления транзистора...

Такого вида ООС не дает никаких преимуществ. Но вот если полностью убрать резистивную ООС К-Б и заменить ее на трансформаторную то получим снижение шумов. И это уже тянет на новую топологию - трансформаторная ООС КБ и резистивная в эмиттере.
Трансформаторную ООС можно заводить как по напряжению так и по току кстати

Установил я себе Маткад, хоть и с треском.Спасибо! и кажись нашёл нужные пресеты в другом разделе. Но снова вынужден отложить всё это до завтра.
73!

Цитата: Relayer от Декабрь 29, 2020, 12:02:28 pm

Но вот если полностью убрать резистивную ООС К-Б и заменить ее на трансформаторную то получим снижение шумов.

Тут ещё большой вопрос, что больше даёт шума - прохождение входного сигнала через резистор между коллектором и базой, либо же, через резистор в эмиттере.
Чисто интуитивно мне кажется, что второе.
Ну, а с тем, что каскад с тройной ООС - абсолютный бесполезняк, согласен, хочешь малые шумы с малой устойчивостью, нулевой развязкой - ставь Нортон, хочешь умеренные шумы с приемлемой устойчивостью, и развязкой чуть лучше Нортона - каскад с комбинированной связью, хочешь умеренные шумы с малой устойчивостью, но с развязкой вход/выход, и наоборот - ставь каскад с трансом в эмиттере...

Кстати замечу что тот нортон которые все называют нортоном не совсем нортон Настоящий нортон вот такой - двухтрансформаторный, патент 1969 года

Цитата: 133ЛА3 от Декабрь 29, 2020, 12:07:27 am

нашёл нужные пресеты в другом разделе

Да, именно там всё в основном и собрано. Есть и раскиданные по форуму, но их немного.

Здравствуйте! Ну, так всё просто - надеюсь, выходное сопротивление того, что будет на входе каскада согласовано с заданным Вами, стало быть,
ставите Rg=75.
Аналогично, Rн=75
rбэ у КТ610 ставьте 100 Ом.
Бетту ставите среднюю для КТ610 - 100.
Ну, и гоняете Rоc и Rэ до достижения нужного результата по усилению и сопротивлениям.
Это, если общая пресета.
А, если у Вас та, что по заданному усилению и входному сопротивлению сама вычисляет Rэ и Rос, то там по-моему, всё и так понятно...

Как всегда, не вовремя сдох интернет . В целом, с расчётом всё теперь понятно. А откуда брать rбэ для других транзисторов? ну для того-же 2Т922А?
Интересующий меня УВЧ будет работать в режиме передачи с блоками Б2-32 (1.5-30 мГц) и Б2-33.1(30-60мГц) приёмника Р160п (пока не до конца трансивер),а если точнее, с катушками связи контуров.Это блоки диапазонных фильтров. И в них есть УВЧ, каскодный, на 2П902А и 2Т904А. Согласно техдокам, там вход и выход 75 ом, и допуск 10% для сопротивления нагрузки. Большинство людей, кто делал из
Р160п (или его модификаций) трансивер, нагружали в режиме передачи эти блоки 50-омными нагрузками, а потом жаловались на разброс уровня сигнала.

Цитата: 133ЛА3 от Декабрь 30, 2020, 08:17:26 pm

А откуда брать rбэ для других транзисторов?

Я мерил в лоб с помощью низкочастотного генератора 10 кГц, измеряя напряжения U1 и U2, расчёт элементарен.
Только на базе больше 10 мВ не нужно чтобы было, а то нелинейность пойдёт.
Ну, а по большому счёту, там что 20, что 100 Ом, насколько понимаю, разница будет не сильно критичная...

Цитата: 133ЛА3 от Декабрь 30, 2020, 08:17:26 pm

Большинство людей, кто делал из
Р160п (или его модификаций) трансивер, нагружали в режиме передачи эти блоки 50-омными нагрузками

Я 160 трансиверизировал вообще не используя эти блоки - вытащил только гетеродины и опору 5 МГц, и всё снаружи без проблем сделал.
Правда, ЭМФ не было на нужную частоту, взял стандартный на 500 кГц, и синтез на две частоты поставил, чтобы 500 кГц на 12.8 перенести с верхней, или нижней боковой, синтез на те же 5 МГц Гиацинта опирается, совпадение частот приёма/передачи абсолютное...

К переделке Р160п у меня особый подход . Мне проще далась разработка и изготовление печатных плат (на фотографии), чем расчёт УВЧ. Многие не верят, что это самопал.
Но про это радио пожалуй позже создам тему, есть некоторые мысли, которые стоит обсудить.Там и будут подробности. А ещё мне понравилось слово "монстростроение"

Цитата: 133ЛА3 от Декабрь 30, 2020, 10:02:49 pm

Мне проще далась разработка и изготовление печатных плат (на фотографии), чем расчёт УВЧ.

Ну, а у меня случай прямо противоположный.
Платы делал только резаком, хотя, упаковывал весьма неплохо. Но, последнюю серьёзную лет 20 назад делал...

Цитата: 133ЛА3 от Декабрь 30, 2020, 10:02:49 pm

А ещё мне понравилось слово "монстростроение"

Мне тоже нравится...

Цитата: 133ЛА3 от Декабрь 30, 2020, 08:17:26 pm

А откуда брать rбэ для других транзисторов? ну для того-же 2Т922А?

rб(Ом) ≈ 10 / Рмакс(Вт)
отсюда https://vpayaem.ru/inf_transistor.html

Игорь добрый вечер! Запускал я программу. Расскажите,пожалуйста, про те данные, которые нужно вводить в программу, и откуда их брать, для интересующего меня каскада.

Про эмитерный и базовый резисторы я догадался, а Rg и Rн - я так предполагаю, то что подключено к каскаду?

Пришло время для испытаний реального усилителя, пока на макете. И тут я вспомнил про трансформатор. Про него совсем забыл.
Как его сделать с научным подходом, чтоб он был достаточно полосатым.
УВЧ буду делать два, для частот 1.5-30 и 30-60 мГц соответственно.

Только-что пробовал усилитель запускать... 10 витков скрутка... фигня получается. Гармошки так и прут на нижних диапазонах, а на 28мГц нет нормального усиления.
Нормально работает только на 14мГц.
Попробую другим научным методом - методом тыка при помощи NWT7.

Цитата: 133ЛА3 от Январь 24, 2021, 07:41:08 pm

Только-что пробовал усилитель запускать.

Что за схема?

Да всё та-же, с ОС от середины трансформатора. Транзистор 2Т922Б.

Цитата: 133ЛА3 от Январь 24, 2021, 08:11:55 pm

Транзистор 2Т922Б.

Нагрузка тоже в отводе? Ток какой?

Да всё, как обычно - под 1.5...30 МГц мотаете свивку из 10 витков на К10*6*5 1000НМ, а для 30...60 - то же самое на колечке 30 или 50 ВЧ

Нагрузка в отводе,резистор 75ом. 500мА ток. По постоянке транзистор в нормальном режиме.

На низкочастотных диапазонах искажения появляются при повышении входного напряжения. И что интересно, искажается и входной сигнал, хотя до этого мерял выход блока на
эквиваленте - всё шикарно.
Только-что снимал АЧХ усилителя. Пик на 2мГц. Попробую отмотать трансформатор.

Вот она. Снимок лень было обрезать. Резисторы в эмитере собраны из нескольких, параллельные группы 4 по 51ом и 4 по 56ом.

Немного ошибся с номиналом резистора R5 , там 820 ом. Он одинаковый для постоянки и ВЧ.

Цитата: 133ЛА3 от Январь 24, 2021, 10:22:25 pm

И что интересно, искажается и входной сигнал

Так и должно быть. Вы транзистор на ограничение выгоняете, и цепь ООС размыкается. Так и должно быть.
А на ВЧ, скорее всего, у Вас осциллограф не тянет гармоники показать.
Полную схему дайте, если от меня чего-то хотите...

А чё с постоянкой не так ? Напряжение КЭ приблизительно половина питания - 13в, напряжение ЭБ - 0.7в. Какого чёрта R4 должен быть 430ом? Ток покоя - 500ма.

Напомните, что Вы хотите иметь с этого каскада?
Все цифры.

Пока писал "ожидаемые результаты" мне дошло, где я протупил . Я начал расчёт до замера фактического напряжения выхода блока (на эквиваленте 75ом) .
а там оказалось 10в (пик - пик)! А предполагался 1в, из писанины в каких-то схемах чужих переделок. Посмотрел опять осциллограф, там включено 5 в/деление.
Теперь всё стало на свои места! Почти...
Может здесь лучше применить другую схему? Предложите более гениальное конструкторское решение.
Может есть с лучшей развязкой по сопротивлению входа/выхода?

R4 для начала 430 Ом...

Цитата: 133ЛА3 от Январь 26, 2021, 08:50:48 pm

Может здесь лучше применить другую схему?

Естественно. Полампера там сто лет не нужно, несложно догадаться, что пиковый ток, который может быть в нагрузке при питании 27 В и трансом с отводом от середины составит 27/(2*75)=0.18 А, но это при напряжении на нагрузке 27/(2*SQRT2)=9.5В, Вам ничего подобного, естественно, не нужно.
Поэтому, фиг бы с ним, оставьте ток покоя 0.18А для сохранения линейности, резистор в эмиттере те же резисторы, и пересчитайте свой каскад...

И нижний вывод R4 на точку соединения R1 и R2.

Цитата: 133ЛА3 от Январь 25, 2021, 07:51:43 pm

Вот она.

Круто. А кто режим по постоянному току Вам считал?

Я имел ввиду принципиально другую схему. Схему, например, на полевике. С блока полосовиков выходит намного большее напряжение, чем предполагалось, и не намного
меньше, чем можно получить с данной схемы усилителя. Вспомнил про схему из 4 номера журнала "Радио-дизайн", переточить её...
А ещё лучше, я доделаю телефонный блок Б4-24 (Передача), измеряю напряжение на выходе полосовиков в режиме передачи, а потом уже УВЧ чудить...

Да смысла особого не вижу. Тем более, что у этой схемы развязка тоже не ахти.
Если она нужна, нужно с трансом в эмиттере схему делать, но с ней шума будет больше...