Common Emitter verstärkt nicht

Ich versuche, aus einem Quarzoszillator und einem Sekundärverstärker einen 27-MHz-Trägerwellensender herzustellen. Dies ist die komplette Schaltung:

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

Der erste Teil links von C6 ist ein Colpitts-Kristalloszillator . Auf der rechten Seite von C6 befindet sich der gemeinsame Emitterverstärker . Den von mir gebauten Colpitts-Kristalloszillator finden Sie hier .

Q1- und Q2-Datenblätter finden Sie hier .

Das Problem ist das folgende. Wenn ich den CE-Verstärker nicht angeschlossen habe und die Spannung mit dem Oszilloskop bei O1 messe , werden 150 mV Spitze-Spitze erwartet. Sobald ich jedoch den CE-Verstärker anschließe und die Spannung an O2 messe , erhalte ich ungefähr 300 mV Spitze-Spitze (beachten Sie, dass die Antenne zu diesem Zeitpunkt nicht angeschlossen ist), was weit weniger ist, als ich erwartet hatte.

Die für den Colpitts-Oszillator gewählten Werte sind die gleichen wie auf der Website, auf die ich einen Link gepostet habe. Für den CE-Verstärker habe ich die Werte selbst berechnet. So habe ich es gemacht:

1. $\beta=100$
2. Ich habe gewählt:$I_C=I_E=1mA$
3. Ich habe gewählt: , also$V_E=1V$$V_B=1.7V$
4. $R_6=\dfrac{1V}{1mA}=1k\Omega$
5. $I_B=\dfrac{Ic}{\beta}=10uA$ , ,$I_{R5}=100uA$$I_{R4} = 110uA$
6. $R_5=\dfrac{1.7V}{100uA}=18k\Omega$ ,$R_4=\dfrac{9V-1.7V}{110uA}=66k\Omega$
7. $R_7=\dfrac{9V-4.5V}{1mA}=4.7k\Omega$
8. Für ich irgendwo gelesen: , und ich bekomme$C_4$$X_{C4}<=\dfrac{1}{10}\times R_6$$C_4 >= 60pF$

C5 und C6 wurden willkürlich gewählt. Wenn mir jemand sagen könnte, wie man ihre Werte genau berechnet, würde ich es wirklich schätzen.

die Verstärkung des Verstärkers also nicht sein: ?, Während ich nur eine Verstärkung von 2 erhalte.$r_e=\dfrac{25mV}{I_C}$ $A_v=\dfrac{-R_C}{r_e}=-188$

Was könnte das Problem sein? Ich habe irgendwo gelesen, dass Impedanz-Missmatch die Leistung des übertragenen Signals beeinflussen kann. Könnte dies hier der Fall sein, da die Ausgangsimpedanz des Colpitts-Oszillators relativ niedrig ist, während die Eingangsimpedanz des CE-Verstärkers relativ hoch ist?

Jede Hilfe wird sehr geschätzt!

BEARBEITEN:

Ich weiß, dass ich nicht ausdrücklich darauf hingewiesen habe, aber ich würde es wirklich begrüßen, wenn man auch eine Lösung für dieses Problem vorschlagen könnte.

EDIT2:

Was wäre, wenn ich den BS270-MOSFET im Common-Gate-Modus anstelle von 2N3904 verwenden würde, würde sich die Verstärkung erhöhen? Ich habe irgendwo gelesen, dass MOSFETs schneller sind und gesehen, dass sie in HF-Anwendungen verwendet werden. Weil ich sie zur Hand habe und momentan keine Komponenten kaufen kann.

Ein Grund ist, dass die Transistorverstärkung bei hohen Frequenzen verschlechtert wird. Um ein bestimmtes Beispiel auszuwählen, hat der ON-Halbleiter BC546 ein Produkt mit Verstärkungsbandbreite (GBP) von 100 MHz bei einem Kollektorstrom von 1 mA (siehe Abbildung 6 im verknüpften Datenblatt). Dies bedeutet, dass bei einer Frequenz von 27 MHz die Stromverstärkung (Beta) etwa 100 MHz / 27 MHz = 3,7 und nicht 100 beträgt.

Bei 27 MHz können Streukapazitäten im Transistor (verstärkt durch den Miller-Effekt ) ebenfalls eine Rolle bei der Reduzierung der Verstärkung spielen.

Ein einfacher Austausch des Transistors durch einen Transistor, der für hohe Frequenzen geeignet ist, kann ausreichen, um das Problem zu beheben. Möglicherweise müssen Sie nur einen anderen Allzwecktransistor auswählen: Der 2N3904 ist beispielsweise mit einem typischen GBP von 300 MHz etwas besser. Eine bessere Lösung ist wahrscheinlich die Wahl eines der vielen Transistoren für Hochfrequenzanwendungen. Um einen zufällig auszuwählen, hat der PN5179 von Fairchild ein typisches GBP von 2000 MHz.

Aufgrund des Miller-Effekts ist der gemeinsame Kollektorverstärker nicht besonders gut für die Hochfrequenzverstärkung geeignet, und Topologien wie der gemeinsame Basisverstärker werden häufig für Signale mit mehreren zehn oder hundert MHz verwendet. Ich vermute jedoch, dass Sie bei 27 MHz mit einem herkömmlichen Emitterverstärker einverstanden sind.

Ein zusätzlicher Faktor, der die Verstärkung begrenzt, ist die Impedanz von C4 || R6e muss zu R_e addiert werden, wenn der Emitterwiderstand bei Signalfrequenzen berechnet wird. Normalerweise wird C4 so gewählt, dass es bei Signalfrequenzen im Vergleich zum r_e des Transistors eine vernachlässigbare Impedanz hat, bei 27 MHz jedoch die Impedanz Ihres R6 || C4 ist ungefähr 55 Ω (dominiert von der 59 Ω-Impedanz von C4). Das Umschalten von C4 auf einen 1nF- oder 10nF-Kondensator sollte die Verstärkung um mehr als den Faktor zwei erhöhen.

Ein paar Dinge, über die Sie nachdenken sollten - was machen die DC-Vorspannungswiderstände mit Ihrem Signal? Wenn Sie Q2 entfernen, aber R4 / R5 verlassen würden, wie hoch wäre die Verstärkung bei O1? Sie berechnen auch die Verstärkung der zweiten Stufe als RC / re, vernachlässigen jedoch den Effekt von R6, der mit re in Reihe geschaltet ist. Gehen Sie mit diesen beiden Dingen zurück und berechnen Sie den Gewinn.

Ja ... die Impedanzfehlanpassung könnte Teil des Problems sein. Denken Sie daran, dass gleiche Impedanzen (zwischen und zwischen den Stufen) eine maximale Leistungsübertragung ermöglichen. Ein weiterer zusätzlicher Schritt, den Sie möglicherweise unternehmen, ist das Hinzufügen eines "Puffers" mit hoher Eingangsimpedanz, wodurch das Laden der ersten Stufe (des Colpitt-Oszillators) vermieden wird. Die vorgeschlagene Stufe ist ein Kollektorverstärker.