¿ Diferencia entre impedancia amplificador RF mosfet y valvular ?

[aure]

Hola Amigos.

he estado mirando en el foro y no he encontrado algo que satisfaga mi curiosidad en la siguente cuestion.

en los amplificadores RF a valvulas las etapas se acoplan unas a otra de una forma bastante facil, pues la capacidad de entrada de la valvula amplificadora suele ser de 16pf aprox. por ejemplo en una valvula tipo 829b, el504, lo que quiero decir es que la señal que traes del paso oscilador o previo anterior, no se te cortocircuita a masa porque el condensador es de capacidad baja entre comillas a 100 MHZ (digo 100 pues es la RF que yo practico).

pues bien mi pregunta es: como en un amplificador de RF con un blf177, con sus 400pf entre gate y source, no se cortocircuita a masa toda la rf y retorna para atras toda la señal al paso anterior por exceso de capacidad, me imagino que los condensadores de entrada junto con alguna bobinas asociadas haran diabluras y logran excitar ese gate con sus400pf.

aver si me lo explicais de una forma siplificada y sin matematicas, pues yo soy electromecanico... que es lo que ocurre, como logra adaptarse esa impedancia de entrada, solo una explicacion generica de lo que hace cada elemento en este apli que os adjunto, tambien os pongo otro de valvulas para que veais lo que os digo (en su 2ª etapa)

me gustaria hacerme otra practica de un ampli de FM MOSFET de 150wat, pero esta vez con componentes del siglo21 jejeje.

Saludos de Aurelio

 

[Gatxan]

Eso se resuelve con circuitos de adaptación de impedancias. Lo que te interesa del transistor no es que tenga 500pF de capacidad de entrada sino su reactancia capacitiva a la frecuencia que quieres usarlo, y la parte real de la impedancia de entrada (resistencia), que vendrá en algun lugar del datasheet.

Es decir, Impedancia = Resistencia +/- "j" reactancia del componente parásito capacitivo o inductivo.

Eso se mide en Ohms (igual que la resistencia), y la categoria "imaginaria" -j Ohms para condensadores, y +j Ohms para inductacias.

Lo que se hace es compensar la reactancia capacitiva con una igual pero de signo contrario (es decir, inductiva) para que se anulen, empleando componentes externos. Por eso ves una bobina pequeña en serie que conecta hacia la puerta del Mosfet, en la foto del amplificador que has puesto.
Después queda por adaptar la resistencia real de entrada del transistor con la resistencia de la fuente (etapa anterior o cable coaxial, generador RF, etc), a través de una red de adaptación de impedancias. Finalmente, se simplifica todo mediante una simple suma de números imaginarios, y la misma red hace la adaptación de resistencias y compensa la parte reactiva.
Las redes adaptadoras de impedancias, las hay de varios tipos, siendo la "L" una de las más comunes. Luego hay la Pi, y otras más extensas que se diseñan por partes y que sirven para una adaptación de impedancias para un amplificador de banda ancha.

http://home.sandiego.edu/~ekim/e194rfs01/jwmatcher/matcher2.html

Es posible que te esté liando, y yo tengo que añadir que no soy un experto en RF, pero la idea general es esta.

Para la etapa de salida se hace algo parecido, aunque hay que definir la impedancia de salida según la potencia que vas a obtener y la alimentación de la que se dispone y calcular la red de adaptación de impedancias adecuada.

 

[aure]

Hola Gatxan.

Muchas gracias por responder, ya he cogido algo con lo de la bobina en serie para compensar la XC del gate,
Pero es complejo el entendimiento de esos adaptadores se lo que hacen pero no se con que conceptos( resulta abstracto para mi), pues yo estoy acostumbrado a a cambiar el numero de espiras en los tranformadores de rf y asi adaptas un poco.

pero por ejemplo en el caso de con una bobina de 3 espiras y una impedancia de 50 ohms de salida del paso anterior, no puedo hacer un trafo de rf en su forma tipica para sacar 2ohms de salida del secundario que iria hacia el gate del blf177, no tendria ni media espira y eso no funcionaria...... pero no lo entiendo como lo hace esos adaptadores en L ó PI para bajar de 50 ohms a 1,5 ó 2 ohms, que es lo que necesita el gate del transistor segun el dataset a 100mhz.

esa calculadora que has puesto Gatxan, esta muy bien pero no la entiendo apenas, tu sabes o alguien sabe como funciona esa calculadora de impedancias.

os dejo el link de BLF177 philips:

http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/philips/BLF177_CNV_2.pdf

es importante para mi comprender como se realiza esa conversin de 50 ohms de salida a 1,5 ó 2 ohms de entrada, no por aplicarlo al lineal sino por la maravilla de como lo hace esa red L o pi,

supongo que en esa conversion de impedancias de este caso que planteo.. la red L ó pi bajara la tension y subira la intensidad (igual que un trafo corriente, cierto??)

animaos que esto es muy interesante para los amplis de RF y adaptadores de impedancia generales de rf


Muchos Saludos y Muchas Gracias

Aurelio

 

[Gatxan]

El calculador funciona a base de poner el valor en Ohms de las componentes reales (resistencia) y reactivas (reactancia) correspondientes a la fuente y la carga. Después pones la frecuencia a la que tiene que funcionar, y eso del Q está relacionado con el ancho de banda que le vas a dar y para el que la adaptación de impedancias funcionará correctamente.

Como ejemplo de la entrada de BLF177, si tomamos del gráfico la impedancia real (resistencia), de unos 1,5 Ohm, y la reactancia de -2 Ohm (capacitivos), para unos 100MHz, lo entras en la calculadora y saldrá en la red una bobina de 16nH en serie con la puerta del transistor, y un condensador de 180pF en la entrada de 50Ohm.
Como ves, la bobina de 16nH puede ser perfectamente la misma que indican en el esquema de montaje que has puesto en el primer post.
Si haces un circuito equivalente y pones todos los elementos en serie (quitas la fuente, y te queda la resistencia del transistor en serie con su capacidad parásita interna, en serie con la bobina de 16nH y cerrando el círculo con el condensador de 180pF), tienes un circuito RLC que resuena a la frecuencia que has calculado, y con un ancho de banda correspondiente al Q de cálculo.

No todas las redes sirven para los mismos anchos de banda, y si hay mucha diferencia entre la impedancia de entrada y la de salida, hay que hacerlo con pasos intermedios, para los cuales la impedancia de cálculo será la media geométrica del valor incial y del final.

Hay libros dedicados a explicar todo ello, no es algo que se pueda resolver en un post como este. Yo tengo el libro Complete Wireless Design, de Cotter W. Sayre, que cubre con claridad y matemáticas las justas muchos aspectos del diseño de RF. Aunque cada cual tiene su favorito...

Saludos

 

[aure]

Hola Gatxan.

voy comprendiendo un poco mas, ahora el circuito de entrada esta resonando, pero no estoy seguro de cual es su impedancia de entrada, pues la bobina de 12nHtendria una z de 10 ohmios y el condensador de 180pf tendria unos 9 ohms mas 1,5 del gate....ahora tendria 20,5 ohms aproximadamente, o estoy equivocado?? pero todavia me faltaria hasta los 50 ohms de la fuente de RF.

estaba pensando en hacer pruebas con trafos en cascada, bobinados al aire, paracido o igual a como se hace con los balun de este ejemplo que te pongo, en este esquema que he visto en la web, pues aunque es como matar moscas a cañonazos pero para diseñar con sistemas en L o PI, eso se me escapa a mi formacion.

Dime que opinas de las impedancias sumadas si es correcto y de la idea de los baluns al aire para atacar al gate,, yo creo que es buena.

Edito: Gatxan creo que con esa red LRC que me has calculado mas un balun de entrada 4:1 ó 2:1 estaria resuelto el ataque al gate del blf177, tu que opinas?

Muchas Gracias por tu tiempo Gatxan

 

[Gatxan]

La impedancia de un circuito no es la suma de reactancias con la resistencia, es una suma de vectores ortogonales, que lleva a un resultado distinto del que muestras.
En cuanto al sistema de adaptación con baluns, lo veo factible, sobretodo para circuitos de banda ancha. Habrás visto en esquemas que para VHF se usan baluns y transformadores con cable coaxial, y menos con ferritas.

Yo lo que te animo es a que compres literatura especializada, o preguntes a ingenieros de telecomunicaciones, porque la RF es un campo muy amplio (y apasionante). Mientras, creo que tendrás mejores resultados si sigues al pie de la letra los esquemas de montajes de amplificadores de potencia que ya corren por la red (y en este foro), y siempre puedes bajarte algun manual de servicio de transmisores de FM que los hay con todos los detalles, y seguro que funcionan.

 

[aure]

Hola Gatxan. Muchas gracias por contestar.

SI ahora me acuerdo de kirchof jejejje, llevas razon hay que usar trigonometria... que liosa.

seguire adaptandome a lo que controlo mas que sera con trafos rf al aire tipo unun (autotrafos o trafos puros, pues veo que si puedo hacerlo asi.

ufff un libraco de esos ya no es para mi.

y si en el foro hay esquemas pero muchos de ¡¡¡ ahi va eso se ve bien !!! y luego no tiene medidas de bobinas y he visto que tiene erratas, comparando el esquema con los componentes que aparecen el el circuito impreso.

y por ultimo hay gente aqui en el foro que pregunta como yo, y les dan la soluccion y muy agradecidos dicen: ya lo terminé, o cuando lo termine subo fotos del lineal y blalablala y lo terminaron ...........y luego no suben nada, no quieren compartir o se olvidan de cuando pedian ayuda.
yo me esfuerzo durante un mes experimentando, para dejar un trabajo bien hecho para luego documentarlo con mucho gusto con pelos y señales, para que lo monte alguien normalito sin muchos conocimientos.
se me quitan las ganas de poner mas trabajos.

los esquemas de RF que hay por ahi estan bien pero a la primera funcionan pocos casi siempre hay que modificar algo y entre tanto mosfet a la basura seguro jejeje

Bueno Gatxan muchas gracias por tu ayuda pues me a impulsado en una direccion buena de verdad, ya te comentare cuando logre hacer funcionar bien el gate y el lineal, pero todavia no e empezado, pero lo hare seguro.

Muchos saludos

Aurelio