ich habe mir jetzt einige VHF Verstärker angesehen. Alle in Emitterschaltung. Dabei ist mir aufgefallen das in keiner Schaltung ein Emitterwiderstand eingebaut war. Nun war ich immer fest der Meinung das man sowas nicht macht weil es dadurch schwer wird den Arbeitspunkt korrekt einzustellen und er auch noch stark Temperaturabhängig wird. (Halt was in den Büchern zu allg. Transistorschaltungen steht).
Ist das bei HF anders? Wirken dort die Anschluss-/Bondinduktivitäten als Rückkopplung oder sind bereits Emitterwiderstände in den Transistor integriert?
Haeufig wird das mit simpler Auflage einer Spannung auf die Basis gemacht. Ohne Emitter Widerstand. Allerdings ist dort eine Diode eingebaut, welche mit dem Kuehlkoerper des HF Trasistors thermisch verbunden ist. So laeuft im Idealfall die Basisspannung einem thermischen Wegdriften entgegen.
Ja. So ist das bei meinem 2m Funkgerät gemacht. Aber bei den anderen Schaltplänen habe ich so eine Kompensation nicht gesehen. Es waren zwar keine großen Leistungen die da erzeugt wurden aber
1/4W kam schon raus. D.h da gab es sicherlich eine signifikante Erwärmung weil der Transistor nur in SMD Verfügbar ist. (Weis gerade den Typ nicht mehr)
Aber selbst mit der Diodenlösung muss man den Arbeitspunkt erst mal via Trimpoti auf den gewünschten Wert einstellen um Produktionstolleranzen auszugleichen.
Wird aber eigentlich nur bei Leistungsverstärkern im A-Betrieb (aka Heizkörper) gemacht. C-Betrieb ist eh' "digital" ohne Bias und bei "Kleinkram" ist der Strom sowieso gering, sodass da wenig davon läuft (sicher gibts Ausnahmen...).
Es gibt in HF aber schon Emitterwiderstände, dann aber eher um die Verstärkung absichtlich zu bändigen bzw. Schwingneigung zu unterdrücken.
Und "was in den Büchern zu allg. Transistorschaltungen steht" kann man bei HF sowieso vergessen. Er grenzt ja schon an Perversität (aus NF-Sicht gesehen), dass manche HF-Transis erst mit einigen 100pF gegen Emitter überhaupt anfangen mit
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Georg Acher, acher@in.tum.de
http://wwwbode.in.tum.de/~acher
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Bei C-Betrieb trotzdem nicht unüblich, um den Stromflußwinkel noch ein wenig zu verkleinern..
Der Arbeitspunkt _ist_ so stark temperaturabhängig, daß man allein mit Emitterwiderstand bei AB-Betrieb nichts erreichen kann. Es gibt IDR eine Regelschaltung mit thermisch ans Transistorgehäuse gekoppelten Dioden, die den Arbeitspunkt über die Basisvorspannung stabilisiert.
Man möchte gerne stabile und bekannte s-Parameter (Anpassung) haben und dabei ist so ein Emitterwiderstand nicht gerade hilfreich. Außerdem möchte man eigentlich *garkeine* zusätzlichen realen Widerstände (außer dem Halbleiter) im HF-Pfad sehen, weil die grundsätzlich für Verluste stehen. Ausnahmen sind breitbandige Messsysteme. Viele HF-Transistoren (SIGET) wollen am Emitter zudem einfach Masse sehen.
Das primäre Designziel ist bei HF-Stufen immer noch, dass die HF-Stufe HF-mäßig gut funktioniert, egal was im NF-Lehrbuch steht.
Die Bias-Regelung läuft deshalb üblicherweise über den von der jeweiligen Stufe über den Kollektor gezogenen Strom oder gar thermisch, bei kleiner Leistung wird einfach gleichspannungsmäßig die Basis an einen Strommesswiderstand im Kollektor gekoppelt, hinter dem der HF-Pfad über einen Abblock-C geschlossen ist, bei großer Leistung gibt es dafür eigene Transistoren. Den Strom irgendwie zu regeln ist natürlich wichtig, wenn der Transistor das einzige Element im Stromkreis mit signifikanten Gleichspannungswiderstand ist ;-) Hingegen ist es bei LDMOS üblich, die Gate-Spannung einfach vorzugeben, MOSFETS sind gutmütiger und regeln ihren Strom im Sinne einer Konstantstromquelle weitgehend selber.
Mit der klassischen Gegenkopplung geht bei HF eh' nix.
Doch, bei HF Vorstufen schon. Aber wie Du schon sagtest, nicht bei Endstufen in Leistungsverstaerkern. Die thermisch stabilisierte Vorspannung ohne elektronische Rueckkopplung ist dort recht ueblich. Heutzutage im uC Zeitalter geht das auch mit Selbstabgleich.
Ich hatte auch mal einen Leistungsverstaerker mit HF Gegenkopplung gebaut, wegen erhoehter Linearitaet. Aber das ist etwas anderes.
Das hängt davon ab, was Du unter HF verstehst. Bei mir ist das was anderes als zittriger Gleichstrom.
Die Gegenkopplung nützt Dir dann wenig, wenn, wie im GHz Bereich üblich, der einzelne Transistor per se eine nennenswerte Phasenverschiebung hinzufügt.
Dann wird nämlich aus der Gegenkopplung ganz schnell eine Mitkopplung ;-)
Das war dann sicher im MHz Bereich, also doch zittriger Gleichstrom ;-)
Welcher DA Wandler kann denn über 1GHz? Gibt es dann auch noch einen akzeptablen Dynamikumfang? Und beim Empfänger? Muss man warscheinlich doch wieder Mischen und dann digititalisieren.
Atmel 86101G2GB macht 1,2GSPS bei 10Bit Auflösung. AD9736 schafft auch 1,2GSPS bei 14Bit. Zwei von denen (I und Q Kanal) und trotz Nyquist sind ca.
1GHz Bandbreite direkt synthetisierbar, AD9858 DDS läuft mit 1GSPS. AD9726 macht 16 Bit bei 600MSPS.
Ich weiß, dass mein Geläster etwas übertrieben ist und ich baue ISM 434/868 auch noch "relativ" konventionell auf (es gibt nette IC's dazu), ich denke aber, dass es einen wahren Kern hat ;-) Es ist absolut frapierend zu sehen, dass all das, was früher aufwendigst analog gemacht wurde, heute einfach digital erschlagen wird.
Z.B. würde man die besagten 50MHz heute kurz und knapp direkt per DDS erzeugen.
Es gibt aber auch Faelle, wo es digital gemacht wird, nur weil es technisch moeglich und schick ist oder weil der Ingenieur die analoge Technik nicht mehr bis herunter zum Transistorbereich beherrscht. Ich hatte einmal eine nicht gut funktionierende automatische Kalibrierung zu
90 Prozent herausgerissen und durch analoge Technik ersetzt. Der Softwareaufwand zur Steuerung schrumpfte so, dass der DSP fast einschlief. Der SW Ingenieur auch, weil er nur eine simple State Machine einpflanzen musste. Die Kosten sanken von circa $100 auf $15 und der Prozess dauerte pro Vorgang anstatt mehrere Sekunden nur noch ein paar zig Millisekunden. Die Verblueffung war gross und der Disti fuer die tollen digitalen Zeitsteller war stinkesauer. Wir brauchten sie nicht mehr.
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