Limitaciones del amplificador de RF de señal pequeña

La ganancia de su circuito de transistor depende de la carga de señal con la que el colector tiene que luchar. Ve \ $ R_C \ $ que es 166 ohms o 83 ohms (error tipográfico en la pregunta original) y también ve \ $ R_L \ $ que es 50 ohms.

Juntos están en paralelo y su impedancia de señal es algo menor a 40 ohmios.

Para obtener ganancia de este tipo de circuito, la impedancia del emisor debe ser inferior a la impedancia del colector (40 ohmios máximo). Como \ $ R_E \ $ es (probablemente) 83 ohmios, en audio de baja frecuencia la ganancia será menor que 1 porque la ganancia es \ $ \ frac {Z_C} {Z_E} \ $ y hemos establecido que \ $ Z_C \ $ Probablemente sea inferior a 40 ohmios.

En las frecuencias más altas, el condensador 1uF entra en juego y la pregunta es qué frecuencia comenzará a disminuir la impedancia del emisor y dar una ganancia positiva. Si hacemos la pregunta "¿Qué frecuencia tiene 1uF con una impedancia de 83 ohmios?", La respuesta es aproximadamente 1.9 kHz.

En las frecuencias por encima de 1.9 kHz, comenzará a ver que la ganancia aumenta gradualmente. Por supuesto, eso es inútil para su guitarra (80Hz de cuerda baja E).

El problema con este circuito es que desea conducir una carga de 50 ohmios y esperar ganancia. Eso no es realista.

Cuando se trata de usarlo para amplificar una señal de 810 kHz, obtendrá mejores resultados porque la tapa del emisor 1uF tiene una impedancia de menos de un ohmio y esto significa que tendrá ganancias de más de 50 probablemente.

  

También, por supuesto, cualquier idea de por qué el circuito no amplifica el   Señal y en realidad lo disminuye? Obviamente me estoy perdiendo algo   Aquí y no sé qué es.

Solo abordaré esta parte de tu pregunta.

Quite, por un momento, \ $ R_L \ $ para encontrar la ganancia en circuito abierto . Una expresión simplificada para la ganancia es entonces:

\ $ | \ dfrac {V_ {o, oc}} {V_ {input}} | \ approx | \ dfrac {R_C} {r_e + R_E || -jX_ {CE}} | \ $

donde

\ $ r_e = \ dfrac {V_T} {I_E} \ approx \ dfrac {25mV} {30mA} = 0.833 \ Omega \ $

En frecuencias suficientemente altas, donde \ $ X_ {CE} \ $ es despreciable, esto se evalúa como:

\ $ | \ dfrac {V_ {o, oc}} {V_ {input}} | = \ dfrac {166} {0.833} \ approx 200 \ $

Con una frecuencia de aproximadamente 1.9 kHz, donde \ $ X_ {CE} = R_E \ $, esto se evalúa como:

\ $ | \ dfrac {V_ {o, oc}} {V_ {input}} | = | \ dfrac {166} {0.833 + 83 || -j83} | = 2.80 \ $

Ahora, la ganancia cargada es:

\ $ | \ dfrac {V_o} {V_ {input}} | = | \ dfrac {V_ {o, oc}} {V_ {input}} | \ dfrac {R_L} {R_L + R_C - jX_ {Cout}} \ $

En frecuencias suficientemente altas, donde \ $ X_ {CE} \ $ y \ $ X_ {Cout} \ $ son insignificantes, esto se evalúa como:

\ $ | \ dfrac {V_o} {V_ {input}} | = 200 \ dfrac {50} {50 + 166} \ approx 46 \ $

Entonces, está perdiendo más del 75% de su ganancia de circuito abierto debido a la división de voltaje con la resistencia de carga.

Con una frecuencia de aproximadamente 1.9kHz, la ganancia se evalúa como:

\ $ | \ dfrac {V_o} {V_ {input}} | = 2.8 | \ dfrac {50} {50 + 166 - j1.77} | \ approx 0.65 \ $

Por lo tanto, deberías ver una ganancia de menos de 1 para las frecuencias de audio.

Este circuito no puede amplificar RF debido a la retroalimentación negativa causada por la capacidad de salida del colector.

Deberías usar transistores de RF. Tienen una capacidad de salida de colector mucho más pequeña.

Tome un generador de onda sinusoidal y vaya de 1 a 100 MHz. Lo verás tú mismo.

Actualización: También hay una capacitancia parásita en sus resistencias a menos que use componentes SMD. Eso también debe tenerse en cuenta.