Forum: HF, Funk und Felder Gegentakt mit 2 MRF455, Trick17


von Matthias K. (kannichauch)


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Hallo!

Was haltet Ihr von folgender Idee?

2 MRF455(30MHz, hohe Leistung) die leider nicht gepaart sind, soll 
heissen, eine unterschiedliche Stromverstärkung haben, also etwa 40 und 
75, sollen in zwei Darlingtonschaltungen bzw. Emitterfolgerschaltungen 
kommen, damit man den Ruhestrom mit einem einzelnen kleinen Strom bzw. 
Spannung bei beiden MRF455 auf den gleichen Wert bekommt.
Man bildet also quasi 2 Darlingtontransistoren mit genau gleicher 
Stromverstärkung nach.
Geregelt werden soll das mit einem Trimmer zwischen Emitter der jeweils 
ersten Transistoren und Masse bzw. einer Spannung etwas unterhalb von 
0V.
Für die jeweils ersten Transistoren kann ein HF-Typ mit hoher 
Grenzfrequenz verwendet werden.

Hoffentlich war dies "Erklärungsschaltbild" verständlich...
Müsste doch gehen, oder?

Dann habe ich gedacht, eine frequenzabhängige Gegenkopplung wäre gut. 
Das spart man sich dann später an Tiefpassfiltern.
Etwa so: Für eine bestimmte Frequenz senkt ein bestimmter Kondensator 
zwischen Ausgang und Eingang die Ausgangsspannung um z.B. 10-20 %, was 
dann zur vollen Leistung an Eingangsleistung wieder reinkommen müsste.
Wie stark sind die Phasen am Eingang und Ausgang wohl gegeneinander 
verschoben?

Am Eingang und Ausgang dieser Gegentakt-Senderendstufe sind jeweils 
Ringkerntrafos. Hier werden u.a. auch die Betriebsspannung angeschlossen 
und die beiden Halbwellen werden dort ein- bzw. ausgekoppelt.

Vielen Dank für eure sachkundige Meinung.
MfG
Matthias

von ArnoR (Gast)


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Matthias K.(DO4MKA) schrieb:
> damit man den Ruhestrom mit einem einzelnen kleinen Strom bzw.
> Spannung bei beiden MRF455 auf den gleichen Wert bekommt.
> Man bildet also quasi 2 Darlingtontransistoren mit genau gleicher
> Stromverstärkung nach.
> Geregelt werden soll das mit einem Trimmer zwischen Emitter der jeweils
> ersten Transistoren und Masse bzw. einer Spannung etwas unterhalb von
> 0V.

Erstens hatten wir das schon diskutiert:
Beitrag "Bipolar, Stromverstärkung, Auswirkung"

und zweitens geht das nicht. Du kannst nur an einer Stelle der Kennlinie 
den gleichen Strom einstellen, weil du da einfach einen rel. konstanten 
Strom zusätzlich fließen lässt. Du erzeugst damit einen Offset, der dazu 
führt, dass sich die unterschiedlichen Kennlinien in einem Punkt 
schneiden.

Dein Problem ist aber eine unterschiedliche Kennliniensteigung. Bei 
anderen Arbeitspunkten (Aussteuerung durch Nutzsignal) bekommst du 
wieder unterschiedliche Ströme.

von Matthias K. (kannichauch)


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Hallo

Ja wir hatten das schon.

Da gab es aber noch keine gute Lösung für verschiedenes BetaHfe.

Aber das es nicht gehen kann, sehe ich erstmal nicht ein.

Ich bin bei meiner Betrachtung davon ausgegangen, das der Ruhestrom für 
eine lineare Verstärkung, also ohne Ein- und Ausklick beim 
Phasenwechsel, erforderlich ist, und das dann die Stromverstärkung im 
ansteigenden Strom  wie beim Ruhestrom etwa gleich bleibt.
Und zwar muss der Ruhestrom so hoch sein, das die Verstärkungskurve ab 
da etwa linear wird.
Außerdem bei beiden Transistoren etwa gleich, weil man Strom sparen 
möchte.

Das sich die Kennlinien dann überschneiden, ist ja logisch, wieso auch 
nicht?? Es soll eben nur im möglichst linearen Bereich sein.

Ist das dann nicht linear, hat man noch die Möglichkeit, die 
Trafoabgriffe anzupassen. Trafomitte verschieben.
Eine weitere Linearisierung ist über die genannte Gegenkopplung möglich, 
falls keine zu große Phasenverschiebung auftritt.

Wenn ich mit diesen Transistoren eine Stufe ohne Gegentakt aufbauen 
wollte, dann müsste ich so eine Stufe mit einem einzelnen Transistor und 
hohem Ruhestrom bauen, Output nur max. 60W.

Auch habe ich festgestellt, das viele Schaltungen im Netz irgendwelche 
Macken haben, also das es so nicht geht.

MfG

von Matthias K. (kannichauch)


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Noch was

Bei einem Darlington Transistor, aufgebaut mit 2 Transistoren, kann man 
die Stromverstärkung mit einem einstellbarem Widerstand zwischen Emitter 
des ersten Transistors und Masse einstellen.

von ArnoR (Gast)


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Matthias K.(DO4MKA) schrieb:
> und das dann die Stromverstärkung im
> ansteigenden Strom  wie beim Ruhestrom etwa gleich bleibt.

Du machst den Fehler, gleichen Strom an einem Punkt der Kennlinie mit 
gleicher Stromverstärkung gleichzusetzen. Du erzwingst durch einen 
Offsetstrom an einer Stelle gleichen Strom. Aber deine Maßnahmen 
erzeugen keine gleichen Kennlinien. Wenn es so einfach wäre wie du 
denkst, würde sich keiner die Mühe der Paarung von Transistoren machen.

Matthias K.(DO4MKA) schrieb:
> Bei einem Darlington Transistor, aufgebaut mit 2 Transistoren, kann man
> die Stromverstärkung mit einem einstellbarem Widerstand zwischen Emitter
> des ersten Transistors und Masse einstellen.

Nein, die Spannung an dem Widerstand ist rel. konstant (2Ube), daher ist 
auch der Strom durch den Widerstand konstant. Wenn du damit die 
Stromverstärkung einstellen willst, muss der Strom aber proportional zum 
Eingansstrom sein.

von ArnoR (Gast)


Angehängte Dateien:

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Vielleicht wird es mit dem angehängten Bild verständlicher. In der 
linken Schaltung sind 2 TIP3055 parallel geschaltet, um eine etwas 
andere Kennlinie zu erhalten. Der Widerstand wird zwischen 10Ohm und 10K 
variiert.

Man erkennt, das sich zwar an einem Punkt der Kennlinien der gleiche 
Strom ergibt (Schnittpunkt der violetten Linie mit der jeweiligen 
Andersfarbigen), aber gleiche Kennlinie erreicht man nicht.

von Matthias K. (kannichauch)


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Ja, du hast Recht.

Mit dem Widerstand am Emitter des ersten Transistors nach Masse kann ich 
aber immerhin den Ruhestrom bei zwei Transistoren angleichen.
Dann bleibt noch die unterschiedliche Kennlinie.(AB Stufe mit Trafo)
Da ist meine Hoffnung dann bei den Trafoabgriffen, oder bei einer 
Darlingtonschaltung könnte man auch mit Poti was machen, beide 
Halbwellen gleich groß einstellen, jetzt besser?

MfG

von lrep (Gast)


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Matthias K.(DO4MKA) schrieb:
> sollen in zwei Darlingtonschaltungen bzw. Emitterfolgerschaltungen
> kommen,

Wie langsam soll das denn gehen?

Du kannst die Transistoren in Basisschaltung betreiben, dann spielt die 
Stromverstärkung fast keine Rolle, aber die Leistungsverstärkung ist 
nicht berauschend.

von nono (Gast)


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auch wirst du keine robuste PA hinbekommen, man sollte wenigstens 
relativ gleiche transistoren haben, du kannst mit den MRF 2 einzelne 
PA´s aufbauen und diese Combinern, der Shuntwiderstand schluckt dann die 
differenz der Leistung.

mit zwei MRF455 bekommst du bei 80-100W gerade so brauchbaren linear 
Betrieb bei IMD3 um -23 - -26db hin.

-durch Gegenkopplung spart man nichts am LPF, diese trägt im gewissen 
Rahmen zur Linearisierung bei und man kann die Flatness beeinflussen, 
wenn du diese basteltransen überfährst, wie im CB bereich üblich, nützt 
dir auch keine Gegenkopplung was, Rechteck bleibt dann Rechteck...

von Matthias K. (kannichauch)


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lrep schrieb:
> Matthias K.(DO4MKA) schrieb:
>> sollen in zwei Darlingtonschaltungen bzw. Emitterfolgerschaltungen
>> kommen,
>
> Wie langsam soll das denn gehen?
Das soll natürlich nicht "langsam gehen". Das war meine erste Idee, um 
den Ruhestrom gleich und die Verstärkung bzw. Ausgangsspannung beider 
Halbwellen gleich einstellen zu können.
Meinst Du, man braucht das gar nicht erst probieren? Könnte UKW oder VHF 
Transistoren vorschalten.

> Du kannst die Transistoren in Basisschaltung betreiben, dann spielt die
> Stromverstärkung fast keine Rolle, aber die Leistungsverstärkung ist
> nicht berauschend.
Das halte ich auch für eine praktizierbare Lösung. Allerdings ist dann 
die Betriebsspannung bzw. Uec etwas kleiner, so das die Leistung etwas 
geringer wird. Eingangsleistung wäre genug da.

An Nono:
Diese Transistoren halten übrigens nicht viel Spannung an E-C aus, 
welche über die Betriebsspannung ansteigt, wenn der jeweils andere 
Transistor leitet. Die Trafowindung legt eine extra Spannung an.
Man muss da den Reststrom besonders klein halten, sonst wird die maximal 
zulässige Spannung C-E überschritten. Was ich auch für den Grund halte, 
das diese Typen angeblich so leicht kaputt gehen.

Jetzt(also wenn ich mal Zeit hab) werde ich entweder die 
Emitterfolgerschaltung ausprobieren, oder die Basisschaltung nehmen.
Bei beiden kann ich anscheinend Ruhestrom und Verstärkung bzw. 
Ausgangsspannung besser einstellen, als bei ungleichem Paar in 
Emitterschaltung.

Vielen Dank auch für die Hinweise.
Matthias

von lrep (Gast)


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Matthias K.(DO4MKA) schrieb:
> Könnte UKW oder VHF
> Transistoren vorschalten.

Und wie bekommst du die Basis des Leistungstransistors entladen?
Was ist mit der Miller-Kapazität?
Einschalten kannst du eine Darlington-Anordnug ziemlich schnell, wenn 
genug Treiberstrom zu Verfügung steht. Problematisch ist das 
Ausschalten.

von Matthias K. (kannichauch)


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Die Miller Kapazität kenn ich wohl.
Sie dürfte in jedem Fall die Verstärkung mindern und das Hauptproblem 
sein.
Die Frage ist dann nur, wie stark.
Diese neueren HF-Typen werden allerdings oft in Emitterschaltung 
betrieben, während es früher HF-Schaltungen meist nur in Basisschaltung 
gab.

Aber der Arbeitspunkt und die Entladung der Kapazität an Basis sollte 
schon stimmen, insbesondere um den Reststrom bei "Aus" niedrig zu 
halten.
Dafür kann man den Emitter des ersten Transistors anders beschalten. Zum 
Beispiel mit Widerstand gegen Masse oder sogar gegen negativerer 
Spannung als Masse. Außerdem ist mir noch eingefallen, das man mit einer 
Darlington Schaltung die Verstärkung doch mit einem Potentiometer ändern 
kann, wenn man die Schaltung an der Basis des zweiten Transistors etwas 
erweitert, den Strom auf 2 Zweige aufteilt.

Hinweis: Meine Kenntnisse sind teilweise spekulativer Art.
Deswegen ziehe ich auch LTSpice in Betracht. Es gibt nur wahrscheinlich 
keine passenden Modelle.

MfG
Matthias

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Matthias K.(DO4MKA) schrieb:
> während es früher HF-Schaltungen meist nur in Basisschaltung gab.

Das lag daran, dass damals die Transitfrequenzen der Transistoren
noch vergleichsweise klein waren.  Mit einer Basisschaltung konnte man
näher an der Transitfrequenz arbeiten als mit einer Emitterschaltung.

von lrep (Gast)


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Jörg Wunsch schrieb:
> Matthias K.(DO4MKA) schrieb:
>> während es früher HF-Schaltungen meist nur in Basisschaltung gab.
>
> Das lag daran, dass damals die Transitfrequenzen der Transistoren
> noch vergleichsweise klein waren.

....und an der Rückwirkungsarmut der Basisschaltung.

Eine andere Möglichkeit einer Gegentaktschaltung, bei der die 
Stromverstärkungen eine untergeordnete Rolle spielen, ist das 
Long-Tailed-Pair, wie es in der Eingangsstufe von Operationsverstärkern 
verwendet wird.
Den Konstantstromtransistor wird man dann natürlich durch eine 
hochohmige HF-Drossel ersetzen.
Viel Spaß beim Simulieren!

Generell muß man bei HF-Leistungsverstärkern darauf achten die 
schädliche Induktivität der Emitterleitung so gering wie irgend möglich 
zu machen.

von Matthias K. (kannichauch)


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lrep schrieb:
> Eine andere Möglichkeit einer Gegentaktschaltung, bei der die
> Stromverstärkungen eine untergeordnete Rolle spielen, ist das
> Long-Tailed-Pair, wie es in der Eingangsstufe von Operationsverstärkern
> verwendet wird.

Das glaub ich eher nicht, denn man möchte dort eine gute Symmetrie 
haben.

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