Émetteur commun n'amplifiant pas

J'essaie de fabriquer un émetteur à onde porteuse de 27 MHz à partir d'un oscillateur à cristal et d'un amplificateur secondaire. C'est le circuit complet:

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

La première partie, à gauche de C6, est un oscillateur à cristal colpitts . Et sur le côté droit de C6 se trouve l' amplificateur à émetteur commun . L'oscillateur à cristal Colpitts que j'ai construit se trouve ici .

Les fiches techniques Q1 et Q2 sont disponibles ici .

Le problème est le suivant. Si j'ai un amplificateur CE déconnecté et que je mesure la tension avec l'oscilloscope à O1 , j'obtiens 150 mV crête à crête. Mais dès que je connecte l'amplificateur CE et mesure la tension à O2 , j'obtiens environ 300 mV crête à crête (notez que l'antenne à ce moment n'est pas connectée), ce qui est beaucoup moins que ce à quoi je m'attendais.

Les valeurs choisies pour l'oscillateur colpitts sont les mêmes que sur ce site Web auquel j'ai posté un lien. Pour l'amplificateur CE, j'ai calculé les valeurs moi-même, voici comment je l'ai fait:

1. $\beta=100$
2. J'ai choisi:$I_C=I_E=1mA$
3. J'ai choisi: , donc$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. Pour je lis quelque part: , et j'obtiens$C_4$$X_{C4}<=\dfrac{1}{10}\times R_6$$C_4 >= 60pF$

C5 et C6 ont été choisis arbitrairement. Si quelqu'un pouvait me dire comment calculer précisément ses valeurs, je l'apprécierais vraiment.

Le gain de l'amplificateur ne devrait donc pas être: ?, Alors que je ne gagne que 2. Av=-R$r_e=\dfrac{25mV}{I_C}$ $A_v=\dfrac{-R_C}{r_e}=-188$

Quel pourrait être le problème? J'ai lu quelque part que les erreurs d'appariement d'impédance peuvent affecter la puissance du signal transmis, cela pourrait-il être le cas ici, car l'impédance de sortie de l'oscillateur colpitts est relativement faible, tandis que l'impédance d'entrée de l'amplificateur CE est relativement élevée?

Toute aide est grandement appréciée!

ÉDITER:

Je sais que je ne l'ai pas dit explicitement, mais j'apprécierais vraiment, si l'on pouvait également suggérer une solution à ce problème.

EDIT2:

Et si je devais utiliser le MOSFET BS270 en mode Gate commun au lieu de 2N3904, le gain augmenterait-il? J'ai lu quelque part que les MOSFET sont plus rapides et les ai vus utilisés dans les applications HF. Parce que je les ai sous la main et que je ne peux pas acheter de composants pour le moment.

Une des raisons est que le gain du transistor est dégradé aux hautes fréquences. Pour prendre un exemple spécifique, le semi-conducteur ON BC546 a un produit gain-bande passante (GBP) de 100 MHz à 1 mA de courant de collecteur (voir figure 6 dans la fiche technique liée). Cela signifie qu'à une fréquence de 27 MHz, le gain de courant (bêta) est d'environ 100 MHz / 27 MHz = 3,7, et non 100.

À 27 MHz, les capacités parasites dans le transistor (amplifiées par l' effet Miller ) pourraient également jouer un rôle dans la réduction du gain.

Le simple remplacement du transistor par un autre adapté aux hautes fréquences peut suffire à résoudre le problème. Vous pouvez vous en sortir en choisissant simplement un transistor à usage général différent: le 2N3904, par exemple, est un peu mieux avec un GBP typique de 300 MHz. Une meilleure solution est probablement de choisir l'un des nombreux transistors conçus pour les applications haute fréquence. Pour en choisir un au hasard, le PN5179 de Fairchild a un GBP typique de 2000 MHz.

En raison de l'effet Miller, l'amplificateur à collecteur commun n'est pas particulièrement bien adapté à l'amplification à haute fréquence, et des topologies telles que l'amplificateur de base commun sont souvent utilisées pour des signaux à plusieurs dizaines ou centaines de MHz. Cependant, à 27 MHz, je pense que vous serez d'accord avec un amplificateur à émetteur commun.

Un facteur supplémentaire limitant le gain est que l'impédance de C4 || R6 doit être ajouté à r_e lors du calcul de la résistance de l'émetteur aux fréquences du signal. Habituellement, C4 est choisi pour avoir une impédance négligeable aux fréquences du signal par rapport au r_e du transistor, mais à 27MHz l'impédance de votre R6 || C4 est d'environ 55Ω (dominé par l'impédance de 59Ω de C4). La commutation de C4 vers un condensateur 1nF ou 10nF devrait augmenter le gain de plus d'un facteur deux.

Quelques points à considérer - que font les résistances de polarisation CC à votre signal? Si vous supprimiez Q2 mais quittiez R4 / R5, quel serait le gain à O1? En outre, vous calculez le gain du deuxième étage comme RC / re, mais négligez l'effet de R6, qui est en série avec re. Avec ces deux choses à l'esprit, revenez en arrière et calculez le gain.

Oui .... l'inadéquation de l'impédance pourrait faire partie du problème. N'oubliez pas que des impédances égales (en sortie et entre les étages) permettent un transfert de puissance maximal. Une autre étape supplémentaire que vous pourriez prendre consiste à ajouter un "tampon" avec une impédance d'entrée élevée, ce qui évite de charger le premier étage (l'oscillateur Colpitt). L'étage suggéré est un amplificateur collecteur.