Emitor umum tidak menguatkan

Saya mencoba membuat pemancar gelombang pembawa 27 MHz dari osilator kristal dan penguat sekunder. Ini adalah rangkaian lengkap:

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Bagian pertama, kiri C6 adalah osilator kristal colpitts . Dan di sisi kanan C6 adalah penguat emitor yang umum . Osilator kristal Colpitts yang saya buat dapat ditemukan di sini .

Lembar data Q1 dan Q2 dapat ditemukan di sini .

Masalahnya adalah sebagai berikut. Jika saya memiliki amplifier CE terputus, dan mengukur tegangan dengan osiloskop di O1 , saya mendapatkan 150 mV puncak-ke-puncak. Tapi begitu saya menghubungkan amplifier CE dan mengukur tegangan pada O2 , saya mendapatkan sekitar 300 mV puncak ke puncak (perhatikan bahwa antena saat ini tidak terhubung), yang jauh lebih sedikit daripada yang saya harapkan.

Nilai yang dipilih untuk osilator colpitts sama dengan di situs web tempat saya memasang tautan. Untuk penguat CE, saya menghitung nilai diri saya, inilah cara saya melakukannya:

1. $\beta=100$
2. Saya memilih: $I_C=I_E=1mA$
3. Saya memilih: , jadiV B = 1,7 $V_E=1V$$V_B=1.7V$
4. $R_6=\dfrac{1V}{1mA}=1k\Omega$
5. IR5=100uAIR4=110u$I_B=\dfrac{Ic}{\beta}=10uA$ , ,$I_{R5}=100uA$$I_{R4} = 110uA$
6. ,$R_5=\dfrac{1.7V}{100uA}=18k\Omega$$R_4=\dfrac{9V-1.7V}{110uA}=66k\Omega$
7. $R_7=\dfrac{9V-4.5V}{1mA}=4.7k\Omega$
8. Untuk saya membaca di suatu tempat: , dan saya mendapatkan$C_4$$X_{C4}<=\dfrac{1}{10}\times R_6$$C_4 >= 60pF$

C5 dan C6 dipilih secara sewenang-wenang, Jika seseorang dapat memberi tahu saya cara menghitung nilai-nilai mereka secara tepat, saya akan sangat menghargainya.

Jadi seharusnya tidak mendapatkan gain dari penguat: ?, Sementara saya mendapatkan gain hanya 2.$r_e=\dfrac{25mV}{I_C}$ $A_v=\dfrac{-R_C}{r_e}=-188$

Apa yang bisa menjadi masalah? Saya membaca di suatu tempat bahwa missmatch impedansi dapat mempengaruhi kekuatan sinyal yang ditransmisikan, dapatkah ini terjadi di sini, karena impedansi output osilator colpitts relatif rendah, sedangkan impedansi input dari penguat CE relatif tinggi?

Setiap bantuan sangat dihargai!

EDIT:

Saya tahu saya tidak menyatakan secara eksplisit, tetapi saya akan sangat menghargai itu, jika orang juga bisa menyarankan solusi untuk masalah ini.

EDIT2:

Bagaimana jika saya menggunakan BS270 MOSFET dalam mode gerbang umum alih-alih 2N3904, akankah gain bertambah? Saya pernah membaca bahwa MOSFET lebih cepat dan melihatnya digunakan dalam aplikasi HF. Karena saya memilikinya dan tidak dapat membeli komponen apa pun saat ini.

Salah satu alasannya adalah gain transistor mengalami degradasi pada frekuensi tinggi. Untuk memilih contoh tertentu, semikonduktor ON BC546 memiliki produk gain-bandwidth (GBP) 100MHz pada arus kolektor 1mA (lihat gambar 6 dalam lembar data terkait). Ini berarti bahwa pada frekuensi 27MHz, gain saat ini (beta) adalah sekitar 100MHz / 27MHz = 3,7, bukan 100.

Pada 27MHz, kapasitansi liar dalam transistor (diperkuat oleh efek Miller ) mungkin juga memainkan peran dalam mengurangi penguatan.

Cukup mengganti transistor dengan satu lagi yang cocok dengan frekuensi tinggi mungkin cukup untuk memperbaiki masalah. Anda dapat pergi dengan hanya memilih transistor keperluan umum yang berbeda: 2N3904, misalnya, sedikit lebih baik dengan GBP 300MHz yang khas. Solusi yang lebih baik mungkin adalah memilih salah satu dari banyak transistor yang dirancang untuk aplikasi frekuensi tinggi. Untuk memilih satu secara acak, PN5179 dari Fairchild memiliki GBP 2000MHz.

Karena efek Miller, penguat kolektor umum tidak sangat cocok untuk amplifikasi frekuensi tinggi, dan topologi seperti penguat basis umum sering digunakan untuk sinyal pada beberapa puluhan atau ratusan MHz. Namun, pada 27MHz saya curiga Anda akan baik-baik saja dengan amplifier emitor yang umum.

Faktor tambahan yang membatasi penguatan adalah impedansi C4 || R6 perlu ditambahkan ke r_e saat menghitung hambatan emitor pada frekuensi sinyal. Biasanya C4 dipilih untuk memiliki impedansi yang dapat diabaikan pada frekuensi sinyal dibandingkan dengan r_e dari transistor, tetapi pada 27MHz impedansi R6 Anda || C4 adalah sekitar 55Ω (didominasi oleh impedansi 59Ω dari C4). Beralih C4 ke kapasitor 1nF atau 10nF harus meningkatkan gain lebih dari dua faktor.

Beberapa hal yang perlu dipikirkan - apa yang dilakukan resistor DC bias terhadap sinyal Anda? Jika Anda menghapus Q2 tetapi meninggalkan R4 / R5, apa untungnya pada O1? Juga, Anda menghitung gain tahap kedua sebagai RC / re, tetapi mengabaikan efek R6, yang seri dengan ulang. Dengan kedua hal itu dalam pikiran, kembali dan hitung keuntungannya.

Ya .... ketidakcocokan impedansi mungkin menjadi bagian dari masalah. Ingat bahwa sama dengan impedansi (keluar dan di antara tahap) memungkinkan transfer daya maksimum. Langkah tambahan lain yang mungkin Anda ambil adalah menambahkan "buffer" dengan impedansi input tinggi, yang menghindari memuat tahap pertama (osilator Colpitt). Tahap yang disarankan adalah penguat kolektor.