DIY一个测量三极管（在中频条件下）输入输出阻抗的附件电路

changwanren · 发表于 2024-4-23 13:25:24

DIY一个测量三极管（在中频条件下）输入输出阻抗的附件电路
对业余爱好者，手中大多没在中频电路中三极管输出阻抗和输入阻抗的专用测量仪器。关于三极管的输出阻抗参数手中资料又很少，不同型号的三极管输出阻抗数值相差又很大。
例：
1、面向工农兵联合设计丛书中介绍3AG21在中频应用时，Ic=0.6mA时，输出电导2uA/V，输出阻抗为500KΩ
3AG21(图1）.jpg

2、硅管收音机设计丛书介绍3DG6B输出电导在0.4mA时为39uA/V，输出阻抗为25.6KΩ
3DG6B输出电导（图2）.jpg

3、根据某三极管手册中3AG的Y参数，输出电导在0.5mA时约50uA/V,输出阻抗为20KΩ
3AG46电导（图3）.jpg

折腾几番够测量三极管输出输入阻抗的仪器，自我觉得制作的此款三极管输出输入阻抗的测量附件电路，用来测量三极管的输出输入阻抗，有一定的实用价值。
一、测量原理即计算公式
1、通过自制的扫频仪的测量得到一组频率与幅值的对应数据，求出幅值下降0.7倍时对应的频率带宽B，计算出中周Q值。
公式（图4.jpg

即：1/R总=1/RS+1/RP+1/RL
其中RS是三极管的输出阻抗乘以中周抽头的匝数与初级匝数比的平方
RP是中周自身的损耗阻抗。
RL是三极管的输入阻抗乘以中周次级的匝数与初级匝数比的平方
中周初级总匝数为122匝，初级抽头50匝，次级12匝。
RS=R出×（50/122）^2
RL=R入×（12/122）^2
所以，只要测出中放电路中周的空载Q值和有载Q值，就能计算出三极管的输入和输出阻抗。
3、测Q空和Q实
测出真实的Q空很难，采用约等的方法，中周前级采用共发—共基电路输出阻抗能够达到几百千欧姆，通过中周出头的阻抗变换，加在中周的阻抗可达几兆欧姆，中周后级采用场管，经次级阻抗变换，加在中周上的阻抗可达十几兆欧姆，此时测量出中周的Q值，定义为中周空载Q值。由空载Q值求出
Rp=ρ*Q=1038×Q空
4、测量三极管的输出阻抗，将三极管插入输出的插孔中，将开关调到输出，调整提供三极管偏流的电位器，给定三极管的集电极电流Ic，用电压表测量三极管发射极对地电压。电压除以发射极电阻得到Ic，通过扫频仪扫频得到通频带，求出有载Q值。
R总=ρ*Q=1038×Q有
R出=RP×R总/（RP-R总）×(N2/N1)^2

changwanren · 发表于 2024-4-27 16:56:42

冰岛发表于 2024-4-27 03:54
我认为，Iceo对处于共发射极状态的三极管输出阻抗影响是比较大的，对处于共基极状态的三极管输出阻抗影响 ...

猜测Icer会对三极管的输出阻抗产生影响。但影响究竟有多大，他跟Ic比，谁的影响更大，找不到相关资料，又没有较多的实验数据，没有数据支持，无法下结论。

zzfjct · 发表于 2024-4-24 21:11:21

本帖最后由 zzfjct 于 2024-4-24 21:28 编辑

changwanren 发表于 2024-4-24 20:11
《硅管晶体管收音机》虽然你说问题多多，但他的中频放大电路的计算和设计要比面向工农兵联合设计 ...

上面第二个中周的2.5T实际是7.5T，熟悉中周参数的应该能判断出来，该书164页有正确数据。
还有一处不易发现的印刷错误是＞140mH误为7140mH（160页）。
中放计算设计在4管机中介绍较多。

补充内容 (2024-4-25 11:22):
第一个中周的1.5圈是电感耦合双调谐的常用数据，不是单调谐中周。

补充内容 (2024-4-25 11:54):
上海产MTF-2-1电感耦合双调谐中周相同位置的圈数是1圈。

zzfjct · 发表于 2024-4-24 20:26:59

本帖最后由 zzfjct 于 2024-4-24 20:33 编辑

changwanren 发表于 2024-4-24 20:11
《硅管晶体管收音机》虽然你说问题多多，但他的中频放大电路的计算和设计要比面向工农兵联合设计 ...

该书的高频增益计算竟然采用Ro/Ri/β值的计算公式（音频增益计算方法），太初级了（出于意外的是本坛大佬也有这样计算的），本人在《全国联合设计总结》中没有发现过任何错误（印刷错误除外），70年出版那年买的，还是内部发行，断断续续看过不下百遍。

zzfjct · 发表于 2024-4-24 16:38:38

longshort 发表于 2024-4-24 16:34
輸出阻抗是交流參數，所謂内阻就是這個輸出器件的信號源内阻。

輸出阻抗就是信號源内阻，不是负载阻抗，先搞明白概念。

longshort · 发表于 2024-4-24 16:23:51

不太同意所謂Iceo對輸出阻抗會有影響的説法，這確實是包含在Ic中的直流成分，對阻抗本質上不構成影響。若懷疑有影響，建議通過實驗拿出依據來，這樣比較合理。

關於Iceo說點題外話。實際上基極懸空測得的電流是Icet，下標t表示total即縂電流，理想的成分是Icet=Iceo+Ib*hfe。

我對手頭的幾個鍺管作了測試，大體符合上述規律。測試過程是：１）基極懸空測得Icet；２）測Icbo；３）基-射短接測得Icer即r=0時的Iceo；４）hfe=(Icet-Iceo)/Ib。

回到Ic的問題。晶體管上下偏流電阻的作用，在通常情況下，下偏流電阻用來旁路Icbo，上偏流電阻用來提供晶體管正常工作所需的Ib，在基極中這兩個電流方向相反，Icbo不會通過hfe影響Ic，此時真正的Iceo在整個Ic中占比很小，而Ic本身只受基極信號調製而變化，這個時候才產生所謂“阻抗”，因爲阻抗在交流信號激勵下才有意義。

zzfjct · 发表于 2024-4-24 14:50:30

changwanren 发表于 2024-4-24 12:41
对于三极管Iceo对中周Q值影响有多大，我没有找到相关资料，若坛友有相关资料，发出来给大家分享一 ...

有了能读取数据的输出曲线，还要舍近就远模拟计算干什么？
根据定义，输出曲线斜率的倒数即内阻（输出阻抗）。24楼下图3AG1C的最上面那条输出曲线，Rs=（4.8-0.8）V/（1.15-1.09）ma≈66.67K，这就是Ic≈1.1ma时的内阻（输出阻抗）。下部第一条输出曲线与X轴基本平行，说明该管Iceo很小。Iceo与Ic不同，Ic受Vce影响很小，Iceo与Vce基本成正比。
可以将上面那只输出阻抗10.29K的3AG1C上示波器，看看输出特性曲线是否符合上述结论。
用模拟电路测量计算高频电路误差很大。除了Iceo对输出阻抗有影响，中频变压器的插入损耗、耦合度、极间电容对反射阻抗影响很大。

changwanren · 发表于 2024-4-24 05:20:36

935482411 发表于 2024-4-23 21:05
图片中，确定是C1815？1815的箭头方向不对吧？

图中的C1815实际实用的是A1015，谢谢坛友的校对。

changwanren · 发表于 2024-4-23 13:34:23

二、电路设计方案
1、电路图
图6.jpg

设计思路：
关于中周空载Q值的测量，必须设计较高的高阻输出和高阻输入电路探头，才能较准确的测出空载Q值。
中周配振电容采用330p，中频选取465KHz，波阻约1K，假设中周空载Q值为100，他的并联等效阻抗约100K，他的输入电路采用共发—共基电路，尽量的使用小电流，此电路的输出阻抗能够达到500K，经中周抽头变换可达2M，中周的次级输出采用场管探头，次级匝数较少，所以次级阻抗对中周的空载Q值的影响可以忽略。
测量三极管输入输出阻抗时，通过小开关转换。
2、附件电路PCB板设计
阻抗PCB（图7）.jpg