Здравствуйте.
Встала такая задача усилить сигнал с частотой 200МГц и амплитудой 1В до амплитуды 10В. Чтобы не наловить дополнительных шумов решил использовать транзистор BF799 со схемой включения с общим эмиттером. Схему взял из книжки Хоровиц Хилл "Искусство схемотехники" стр.84. и номиналы резисторов выбрал выбрал из расчёта коэффициента усиления = 10, но на выходе сигнал получается с усилением 1,5. Подскажите пожалуйста, что я делаю не так. Заранее спасибо
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

А чем измеряете?

Первая ошибка - слишком мал ток коллектора. На 1,5 мА у транзистора граничная частота равна Вашей рабочей, что он может усилить. Ток коллектора следует увеличить до 15-25 мА. В практических схемах ВЧ каскады редко не имеют блокирующего конденсатора в эмиттере и имеют чисто резистивную нагрузку в коллекторе. Напряжение питания каскада на СВЧ-транзисторе не должно быть больше предельно допустимого напряжения коллектор-эмиттер, хотя в симуляторе транзистору не поплохеет и от 100 В.

Ничем, пока это модель в microcap и смотрю я сигнал на OUT


Как я понял необходимо снижать сопротивление R4?

Напряжение питания каскада уменьшить до рационального 15 В, ток коллектора увеличить, все резисторы пересчитать. И, тем не менее, вряд ли в одном каскаде можно получить усиление 10. А поскольку конечная цель неизвестна, то больше и посоветовать нечего.

ТС хочет амплитуду 10 В.

2 ТС:
- Вам в микрокапе должен быть интереснее анализ AC, а не Transient (Ваша цель - +20 дБ @ 200 МГц; придумаете ещё между делом АЧХ в интересующем диапазоне частот);
- на таких частотах обычно уже озадачиваются импедансами и источника, и нагрузки;
- возьмите более другой букварь - в ХХ, если склероз не подводит, тема ВЧ расчётов вообще не затрагивается. (10к в коллекторе при амплитуде 10 В на 200 Гц - вполне, на 200 МГц - нонсенс)

как вариант смотать трансформатор

Без какого-нибудь жалкого подобия модели Вашего умножителя, неважно, на ДНЗ, p-i-n или варикапные эти расчеты просто носенс. Вам уже сказали, что обычных 100мВт (OP1dB=20dBm) чипов более, чем достаточно. Или Вы хотите наблюдать гонки на кто первый процесса испарения ДНЗ или усилительного каскада? Согласующая пассивная цепь, которую Вы в любом случае должны будете поставить, может легко дать 10В на высокоОмной нагрузке из 1В, но на 50Ом, при необходимости, что врядли нужно на самом деле.

На мой взгляд, вполне реализуемая задача с некоторыми "но". Надеюсь вы имеете ввиду не пик-ту-пик амлитуды. Если же это ампилитудные значения, транзистор скорее всего не пойдет, из-за низкого напряжения пробоя коллектор-эмиттер. Вот мои рекомендации.
1. Если по бюджету потребления вы не ограничины, сместите транзистор не на 15-25 мА, а так чтобы ft транзистора была максимальной (найдите в даташите).
2. Определитесь с рабочей точкой на базе и на коллекторе, чтобы транзистор не выключался и не уходил в насыщение при желаемой амлитуде. Имейте ввиду, что теоретически усилениие схемы с общем эмиттером = (падение на коллекторном резисторы /25.4mV).
3. Найдите номинал резистора в коллекторе исходя из выбранного тока в п.1 и рабочей точки в п2.
4. Определите сопротивление резистора в эмиттере . Это сопротивление задает ток транзистора. Напряжение на эмиттере примерно = напряжение на базе из п.2 - 0.7. Соответственно, ток транзистора = Vэ/Rэ
5. Делитель в базе задает напряжение на базе транзистора.
6. Подключите емкость в паралель с резистором в эмиттере, чтобы усилить сопротивление на желаемой частоте (если необходимо)
Это то, что вы должны сделать до моделирования схемы.

АС анализ не отражает серую действительность. После АС всегда делайте transient, если с АС все нормально кончено.

Другие "но".
Как было замеченно ранее, Вы должны знать импеданс источника и нагрузки. Импеданс источника и входной импеданс транзистора образуют делитель. С усилением 10, входная емкость будет около 10pF. Можете прикинуть, сколько вы потеряете в сигнале, даже если сопротивление источника 50 Ом. Каскодная схема может помочь в данном случае. Ну или та емкость из п5, если повезет.

Сопротивление нагрузки- тоже может быть проблемой. Образуется делитель между сопротивлением коллектора и нагрузкой. Кстати, скорее всего разделительный конденсатор на выходе тоже нужен? Если нагрузка резистивная, конечно.

Насчет шумов...эээ...основными источниками шума будут резисторы. Лучший способ борьбы с ними- режте полосу, особенно нижние частоты.

Не думаю что согласование импедансов нужно, если вы работаете с напряжением. Длинна волны в FR4 будет 0.75м. Если ограничитесь 0-7 см от источника до транзистора все будет нормально.

7. Самое главное. Устройте ритуальное сожжение Хорвица и Хилла.

Удачи

На ваших частотах необходим учет паразитных параметров транзистора и монтажа. Ёмкость коллектор-база вносит существенную отрицательную обратную связь. А емкость коллетор-корпус схемы сильно уменьшает сопротивление нагрузки в коллекторе.

Но не раньше, чем будете способны написать что-то более стоящее.

А смысл выше 100МГц работать с напряжением? С мощностями удобнее. При чем здесь длина волны? Вон на прошлой неделе пришлось кучу кварцевых фильтров согласовывать. Обычные Г-цепи от 10МГц до 1ГГц. И импедансы от 50Ом тракта в 3кОм фильтра и обратно.
На счет ХиХа согласен. Здесь он больше вреда принесет, чем пользы. Чтобы его правильно применять на таких частотах, надо знать намного больше, чем в нем написано.
ТС уже даже картинки выкладывали из стандартных приборов, где обычный ГТ313 достаточен для раскачки ДНЗ. А при нынешних SBB(SBA)40(50)89 и ECG008B заниматься расчетом таких усилителей смысла нет. Это ему советовали люди, которые не один десяток умножителей делали.

Лучше скажите в чем смысл не работать с напряжениями . Транзистор это источник тока управляемый напряжением. Какую мощность вы ему передадите это дело второе, а вот ток коллектора будет опредлется размахом напряжения на базе. Более того, любая транзисторная схема считается оперируя током и напряжением в узлах, и режим в котором находится транзистор тоже опредлется током и напряжением.

Длинна волны при том, что в данном случае я могу рассмотривать цепь как схему с сосредоточенными параметрами. Я и на ГГц-ах работаю с током и напряжением

Я тоже на Гигагерцах иногда работаю. Но то, что происходит в транзисторных нелинейных каскадах с постоянной трансформацией сопротивлений мне как-то проще считать прикидывать по мощностям. Кстати, раз на то пошло - всю жизнь учили на моей кафедре полупроводников - транзистор - токовый прибор. Достаточно линейный. И очень неудобно загонять транзистор в нелинейщину источником напряжения применять ламповые методики управляемого напряжением источника тока. Наверное потому Дорофеевский усилитель в режиме Б из 3 Радио за 91 год на нормальной комплектовке (хотя бы 544УД2 вместо 140УД8) звучал по мне намного лучше всяких Суховских, Зевских, ТДА-шек и ЛМ-ок. Там транзисторы возбуждаются источником тока.
Более того, очень трудно просчитать стандартными методами устойчивость усилка на тех же 200МГц. Любимое место возбуда большинства АТФ-ок и БФП-шек. В случае если коэффициент устойчивости падает меньше единицы. Когда отраженный от нагрузки сигнал и прошедший назад на вход сигнал возбуждает колебания в каскаде при определенных импедансах нагрузки, источника сигнала и соотношения прямой и обратной передачи, ЕМНИП в ХиХе о таких вещах даже не упоминается.
Ладно, завязываю, а то опять на холивор можно нарваться. У ТС конкретная задача - раскачать умножитель на ДНЗ. Мне кажется, он подошел не с той стороны. Надо сначала построить модель такого умножителя, а потом решать надо ему вообще усилитель или нет. Мне в последнем изделии хватило простой выфильтровки с 200МГц формирователя на тайнилоджик. После одного каскада усилителя на SBB получилось 10дБм на 1ГГц.
Кстати, есть нюансы с расстоянием выходного фильтра до ДНЗ. Его можно подобрать так, что эффективность определенной гармошки будет значительно выше за счет использования отраженной от фильтра мощности неиспользуемых гармошек. В ХиХе об этом тоже врядли говорится.

Про задачу автор ничего не говорил. Тема называется "хочу чтобы каскад работал". В любом случае, чтобы там не было после усилителся, "оно" характерезуется импедансом. Этого достоточно в 99% случаев чтобы разработать усилитель (+ импеданс источника, конечно).

http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=99512

прошу прощения что долго не отписывался.
Данный усилитель я попытался использовать для усиления на 10 сигнала 10 МГЦ с амплитудой 150мВ с последующей подачей на утроитель частоты.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

никак не могу их согласовать, чтобы усилитель выдавал необходимый коэффициент усиления. Как я понимаю данная задача решается путём подбора С2 L3 С3. Может кто подскажет как это делается

При этих номиналах и не получите. Коэфициэнт усиления в этой схеме К<Rнагр/R4<R3/R4. Следует зашунтировать R4 конденсатором. Для точного расчета нужно учитывать ёмкости транзистора и монтажа, на 10МГЦ влияние уже очень заметно.

простите, а где на схеме вы нашли R1?

Извиняюсь R4. Невнимательный стал 1К попутал. Исправил.

А конденсатор из каких соображений выбирается?

Что бы его сопротивление на 10МГЦ было много меньше R4
Подробно методика расчета в книге И.П.Степаненко "Основы теории транзисторов и транзисторных схем" главы 6, 7 и 8

Понял, спасибо. А что по поводу согласующей цепи, какие здесь правила?

Дизайн вашего усилителя некорректен для желаемых параметров. Сначала Вы должы понять как работает транзисторный каскад а не срисовывать его из книги. И только потом делать согласование, которое здесь ИМХО не нужно, и наврят ли Вы понимаете что это такое. Если говорить о согласовании вы должны указать какой КСВ и полоса Вам нужна. Если вы хотите согласовать в широкой полосе то наврят ли это сможете сделать с помощью 2х элементов.....и что наиолее важно какой импеданс нагрузки? т.е с чем вы согласовываете усилитель?
Вы должны понимать значение каждого компонента, а не думать, чтобы там "подкрутить" так, чтобы "воаля и о чудо! работает!"

Для вашей задачи микрокап не годиться. Нужно освоить, вторую часть теории цепей, четырехполюсники и их свойства, модель транзистора, диаграмма Вульфа и тд.
Также неплохо познакомиться c простой программкой RFSim99. Без модели транзистора и комплексного согласования сопротивлений будете плавать.

а что это, простите?

Более часто употребляемое название - диаграмма Смита (Smith Chart) http://ru.wikipedia.org/wiki/Диаграмма_Смита.