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Class E Amp (E級アンプ)7

前回の課題を追求してみた。課題とは、基本波前後の不要なスペクトラムだ。結論から言うと、測定環境によるものだった。

まずは、発振を疑った。発振しそうな箇所は、
①終段のFETのパラ接続
FETのパラ接続は、発振する恐れがあることは、よく知られている。ネットで検索すると、ルネサスや東芝のサイトに資料として掲載されている。
②入力のアンプ

切り分けのため、②のアンプを外して、直接SGを入力してみる。そうすると、不要なスペクトラムがなくなった。アンプに使っているトランジスターSS8015はftが高く発振しているとふんだ。ftの低い2SC3311(汎用トランジスター)に替えてみたが、様子があまり改善されない。
そこで、アンプを外して、以下の回路図のように入力ゲートにバイアスを掛けてSGから信号を入れると、以前と同様に不要なスペクトラムが見られた。バイアスを掛けずに直接入力する場合は、SGの出力は+3dBm(50オーム終端時)位必要となる。これだと、不要なスペクトラムが見られなくなる。

ここで、????となるが、SGやオシロ、スペアナのグランドの接続の有無によって様子が変わることに気がついた。グランドが回っているようである。しかも、ACの50Hzが回りこんでいるようである。

ということで、SGをやめてDDSのVFOをつないでみた。不要なスペクトラムは皆無となった。(実際は後述のDDS由来のスプリアスが見えるようになるが)
受信機のAMモードで信号を聞くと弱いながらハム音が聞こえる。アースを触るとハム音も変化する。昔経験したラジオの同調ハムではないが対策が必要かもしれない。この辺りの追い込みはセットにしてからにしよう。

DDSのVFOにつなぎこむ。
Dscf0383

空中配線はゲート回路にバイアスを掛ける抵抗、VRだ。
Dscf0382

さて、これはチャンピオンデータ?だ。第2高調波が基本波比60dBもとれている。DDSに付いているVRで信号のデューティー比を調整できる。これと、ドレインのトリマーコンデンサーを調整すると60dBが得られる。周波数は7.02MHzの時だ。基本波近傍のスプリアスもまあまあ綺麗だ。
出力はVdd=12Vで約9W時だ。
Dscf0375


この写真は、上の写真でVdd=5V、約1.5Wの時だ。バランスが崩れて第2高調波が増加する(-46dB)。電圧によってドレインの容量が変化するからであろう。
しかし、この値でも驚異の数値だ。まるで、バラモジュのキャリアを調整しているかのごとく、ヌル点が得られる。この辺りの調整ができることが、今回のプッシュプルの面白いところだ。
偶数次の高調波はこれで劇的に減るが3次などは、この調整では全く変化がない。理にかなっているが。
最終的には、1段のローパスを追加してみようと思う。
Dscf0377


これは、Vdd=12V時で周波数を7.00MHzに変えた場合だ。基本波周辺にスプリアスが見える。周波数を替えるとこの辺りが変化する。どうもDDS由来のスプリアスのようだ。というわけで、上の写真はチャンピオンデータだ。比較的きれいな写真を載せてある。
Dscf0380


「TX_Drive_1.pdf」をダウンロード
ドライブ回路の回路図を載せておく。
色々見てみると、DDSのチップにコンパレータなる出力がある。論理反転した2つのデジタル信号があるので、こいつを使ってみたいと思っている。
さらに、つづく・・・・

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