Wspólny emiter nie wzmacnia się

Próbuję wykonać nadajnik fali nośnej 27 MHz z oscylatora kryształowego i wzmacniacza wtórnego. Jest to kompletny obwód:

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab}

Pierwsza część po lewej stronie C6 to kryształowy oscylator colpitta . A po prawej stronie C6 jest wspólny wzmacniacz emitera . Oscylator kryształowy Colpitta, który zbudowałem, można znaleźć tutaj .

Karty danych Q1 i Q2 można znaleźć tutaj .

Problem jest następujący. Jeśli mam odłączony wzmacniacz CE i mierzę napięcie za pomocą oscyloskopu na O1 , otrzymuję 150 mV szczyt-szczyt. Ale jak tylko podłączę wzmacniacz CE i zmierzę napięcie w O2 , dostaję około 300 mV międzyszczytowo (zauważ, że antena w tym momencie nie jest podłączona), co jest znacznie niższe, niż się spodziewałem.

Wartości wybrane dla oscylatora colpitts są takie same jak na stronie, do której zamieściłem link. Dla wzmacniacza CE obliczyłem wartości siebie, oto jak to zrobiłem:

1. $\beta=100$
2. Wybrałem:$I_C=I_E=1mA$
3. Wybrałem: , więcV 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. R4=9V-1,7$R_5=\dfrac{1.7V}{100uA}=18k\Omega$ ,$R_4=\dfrac{9V-1.7V}{110uA}=66k\Omega$
7. $R_7=\dfrac{9V-4.5V}{1mA}=4.7k\Omega$
8. Dla czytam gdzieś: , i otrzymujęX C 4 < = $C_4$C4>=60p$X_{C4}<=\dfrac{1}{10}\times R_6$$C_4 >= 60pF$

C5 i C6 zostały wybrane arbitralnie, jeśli ktoś mógłby mi powiedzieć, jak dokładnie obliczyć ich wartości, bardzo bym to docenił.

Czy więc wzmocnienie wzmacniacza nie powinno być: ?, a ja otrzymuję zysk tylko 2.$r_e=\dfrac{25mV}{I_C}$ $A_v=\dfrac{-R_C}{r_e}=-188$

Co może być problemem? Czytałem gdzieś, że niedopasowanie impedancji może wpływać na moc transmitowanego sygnału, czy może tak być w tym przypadku, ponieważ impedancja wyjściowa oscylatora colpitta jest stosunkowo niska, a impedancja wejściowa wzmacniacza CE jest stosunkowo wysoka?

Każda pomoc jest mile widziana!

EDYTOWAĆ:

Wiem, że nie powiedziałem wprost, ale naprawdę byłbym wdzięczny, gdyby można było również zaproponować rozwiązanie tego problemu.

EDYCJA 2:

Co by było, gdybybym używał MOSFET-a BS270 w trybie wspólnej bramki zamiast 2N3904, czy przyrost byłby większy? Czytałem gdzieś, że MOSFET są szybsze i widziałem, że są używane w aplikacjach HF. Ponieważ mam je pod ręką i nie mogę w tej chwili kupić żadnych komponentów.

Jednym z powodów jest to, że wzmocnienie tranzystora ulega degradacji przy wysokich częstotliwościach. Aby wybrać konkretny przykład, półprzewodnik ON BC546 ma iloczyn przepustowości wzmocnienia (GBP) 100 MHz przy prądzie kolektora 1 mA (patrz rysunek 6 w połączonym arkuszu danych). Oznacza to, że przy częstotliwości 27 MHz wzmocnienie prądu (beta) wynosi około 100 MHz / 27 MHz = 3,7, a nie 100.

Przy 27 MHz częstotliwości błądzące w tranzystorze (wzmocnione przez efekt Millera ) mogą również odgrywać rolę w zmniejszaniu wzmocnienia.

Wystarczy wymienić tranzystor na jeszcze jeden odpowiedni dla wysokich częstotliwości, aby rozwiązać problem. Możesz uniknąć wyboru innego tranzystora ogólnego zastosowania: na przykład 2N3904 jest nieco lepszy z typowym GBP 300 MHz. Lepszym rozwiązaniem jest prawdopodobnie wybór jednego z wielu tranzystorów zaprojektowanych do zastosowań o wysokiej częstotliwości. Aby wybrać jeden losowo, PN5179 od Fairchild ma typowy GBP 2000 MHz.

Ze względu na efekt Millera wspólny wzmacniacz kolektorowy nie jest szczególnie odpowiedni do wzmacniania wysokich częstotliwości, a topologie, takie jak wspólny wzmacniacz bazowy, są często stosowane do sygnałów o częstotliwości kilkudziesięciu lub setek MHz. Podejrzewam jednak, że przy 27 MHz będzie dobrze ze wspólnym wzmacniaczem emitera.

Dodatkowym czynnikiem ograniczającym wzmocnienie jest impedancja C4 || R6 należy dodać do r_e podczas obliczania rezystancji emitera przy częstotliwościach sygnałów. Zwykle C4 jest wybierane tak, aby miało znikomą impedancję przy częstotliwościach sygnału w porównaniu do r_e tranzystora, ale przy 27 MHz impedancja twojego R6 || C4 ma około 55 Ω (zdominowany przez 59 Ω impedancji C4). Przełączenie C4 na kondensator 1nF lub 10nF powinno zwiększyć wzmocnienie o więcej niż dwa razy.

Kilka rzeczy do przemyślenia - co robią oporniki naprężające DC na twój sygnał? Jeśli usunąłeś Q2, ale opuściłeś R4 / R5, jaki byłby zysk w O1? Ponadto obliczasz wzmocnienie drugiego etapu jako RC / re, ale zaniedbujesz efekt R6, który jest w szeregu z re. Mając na uwadze te dwie rzeczy, wróć i oblicz zysk.

Tak ... niedopasowanie impedancji może być częścią problemu. Pamiętaj, że równa impedancja (na zewnątrz i między stopniami) pozwala na maksymalne przeniesienie mocy. Kolejnym dodatkowym krokiem, jaki możesz zrobić, jest dodanie „bufora” o wysokiej impedancji wejściowej, co pozwala uniknąć ładowania pierwszego stopnia (oscylatora Colpitta). Sugerowany stopień to wzmacniacz kolektorowy.