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Progetto ampli classe c per rf

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Progetto ampli classe c per rf

Messaggioda Foto UtenteAndry1978 » 2 mag 2010, 22:57

Ciao a tutti.
Sono un nuovo iscritto, mi chiamo Andrea e posto con piacere la mia prima discussione.
Premetto che ho già utilizzato la funzione cerca, ma non ho trovato risposta.
Sto progettando un piccolo lineare che dovrebbe elevare un segnale di pochi mW sui 100Mhz a poco meno di 1W. L'ampli in questione dovrebbe essere un classe c e sfrutterebbe un transistor 2n2219A.
Ho già fatto diverse cosucce, ma un ampli in classe c non l'ho mai progettato.
Il mio problema è il seguente. Quanto dovrebbe essere l'induttanza della bobina in serie tra alimentazione e collettore del transistor? So che il compito di questo componente è quello di costruire la restante semionda quando il transitor passa dalla condizione on a quella off, ma non so calcolarlo.
Grazie dell'aiuto e rinnovo i saluti.
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[2] Re: Progetto ampli classe c per rf

Messaggioda Foto UtenteBrunoValente » 3 mag 2010, 10:59

Ciao Andry1978, benvenuto tra noi.
Hai ragione: in questo forum l'alta frequenza in generale è latitante, ma i motivi credo vadano ricercati nel detto "tra il dire e il fare c'è di mezzo il mare", che vale soprattutto in alta frequenza: voglio dire che è veramente difficile dare consigli a distanza su circuiti dove le grandezze parassite, a volte imponderabili, la fanno da padrone, dove è difficile eseguire misure, insomma dove è facile prendere fischi per fiaschi.
Detto questo vediamo cosa si può rispondere al tuo quesito.
Gli amplificatori polarizzati in classe C devono essere necessariamente selettivi, cioè devono amplificare solo una stretta banda di frequenze: questo proprio per riprodurre in uscita un segnale sinusoidale nonostante le forti non linearità intrinseche di quel tipo di polarizzazione. A tale scopo si realizza il circuito di collettore risonante alla banda di interesse.
Altro aspetto fondamentale è l'adattamento di impedenza del circuito di uscita: l'alto rendimento del classe C andrebbe a farsi benedire se il carico non fosse ben adattato all'impedenza di uscita del transistor.
Queste due esigenze combinate insieme non lasciano troppo spazio nella scelta del circuito di uscita che in genere lo si realizza a trasformatore o a pi-greco.
Con la sola induttanza come vuoi fare tu non si raggiunge né l'uno né l'altro scopo.


Per tentare di dimensionare il circuito di uscita dovresti meglio specificare a cosa ti serve e forse la cosa migliore sarebbe prendere spunto dallo schema di qualche circuito già funzionante.
in ogni caso il circuito andrebbe tarato per il massimo segnale in uscita e ti avverto che non è facile: sei attrezzato per farlo? sei capace?
Non sono sicuro che quel transistor sia adatto al tuo scopo.
Un 2N4427 sarebbe adatto.
Nel datasheet che segue c'è uno schema che potrebbe fare al caso tuo, la frequenza di lavoro è 175Mhz ma penso non sia difficile modificarlo per 100MHz: si tratta di modificare tutte le induttanze e i condensatori variabili. Orientativamente il valore dei condensatori devi moltiplicarlo per 1.75 e il numero di spire delle induttanze devi moltiplivarlo per 1.32.
Questo in teoria, invece in pratica significa lasciare le spire delle induttanze come sono e in fase di taratura provare a ridurre il passo spire se necessario e portare il valore dei condensatori variabili da 4-29pF a 5-47pF
Per L2 penso possa andare bene una VK200
Questo che ti sto dicendo non è oro colato, sono indicazioni moooooolto approssimative: vale quello che ho detto all'inizio.

http://www.datasheetcatalog.org/datashe ... 2N4427.pdf
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[3] Re: Progetto ampli classe c per rf

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 3 mag 2010, 13:02

A quanto gia` detto da Bruno, da leggersi parola per parola, aggiungo che con un solo transistore non riesci a passare da qualche milliwatt a un watt, devi usare 3 o 4 stadi in cascata.

Suggerirei, se hai la possibilita` di variare il progetto, di andare su un qualche modulo ibrido, ad esempio guarda nel catalogo minicircuits, almeno per l'amplificazione a piu` bassa potenza, poi se proprio vuoi, il watt puoi farlo con un transistore discreto.

Se invece lo vuoi fare a discreti, a parte i soliti due o tre stadi di preamplificazione, ci sarebbe anche da prendere in considerazione la classe E, che ha una elevata efficienza e con transistori "tranquilli" si riesce a salire abbastanza bene di potenza e frequenza, anche se anch'io ho qualche dubbio che ci si riesca a fare 1W a 100MHz con un 2219.
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[4] Re: Progetto ampli classe c per rf

Messaggioda Foto UtenteAndry1978 » 3 mag 2010, 14:36

Grazie 1000, siete stati gentilissimi e molto utili.
La scelta del 2n2219a è un po' forzata. Non riesco a trovare i 2n3866 e 2n4427, che sono sicuramente i più utilizzati allo scopo, così come il 2n5109. Nel negozio più vicino ho trovato il 2n2219a e volevo provare con quello, fermo restando che sto ancora cercando di procurarmi il 2n3866, visto che in giro sul web si trovano tanti progetti che lo sfruttano.
Per quanto riguarda cosa mettere in serie al collettore, i miei dubbi nascono dal fatto che ho visto progetti in cui mettono solo una bobina e progetti in cui mettono un circuito oscillante RC (in realtà l'accademia raccomanda quest'ultimo). Penso che alla fine metterò un circuito RC accordato sui 100 MHz, sperando che il classe c mi conceda un po' di tolleranza, visto che accordare con precisione l'oscillatore non è proprio così facile senza idonea attrezzatura.
Ho visto progetti in cui inserivano una bobina del valore di "1000uH / f in MHz", altri che ne mettevano una con valore "Zo / 4 volte la f in Hz", un altro in cui si era accordata la bobina alla capacità parassita esistente tra collettore ed emettitore (questo mi ha convinto meno, visto che bobina e capacità parassita non sono in parallelo). Quello che comunque mi convince di più è quello con l'oscillatore, sperando di realizzarlo quanto più preciso possibile.
Per quanto riguarda gli adattatori di impedenza, avevo previsto di metterli sia in ingresso che in uscita, per evitare perdite.

Saluti.
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[5] Re: Progetto ampli classe c per rf

Messaggioda Foto UtenteBrunoValente » 3 mag 2010, 15:28

Andry1978 ha scritto:... un altro in cui si era accordata la bobina alla capacità parassita esistente tra collettore ed emettitore (questo mi ha convinto meno, visto che bobina e capacità parassita non sono in parallelo)...

Invece sono proprio in parallelo :) per il segnale il positivo di alimentazione e la massa sono la stessa cosa.
Si usa fare così quando occorre lavorare a larga banda: si sceglie un valore minimo per la capacità, che è quella parassita sotto la quale non si può scendere, e quindi un valore massimo per l'induttanza. In queste condizioni il fattore di merito dovuto alla presenza della resistenza di carico è minimo e quindi la banda passante massima.
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[6] Re: Progetto ampli classe c per rf

Messaggioda Foto UtenteAndry1978 » 3 mag 2010, 16:23

Vedi... Non si finisce mai di imparare... soprattutto quando l'ignoranza è tanta :oops:
Un circuito LC che risuoni a 100 MHz e che abbia una buona banda passante. Beh, penso che faccia al caso mio, visto che poi spazierei intorno a quei 100 MHz di centro banda. Inoltre avrei il vantaggio di sfruttare quella capacità. Non male.
Grazie ancora.
Approfitterò ancora del vostro aiuto.

Un saluto a tutti.
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