Schakeling: 100-dB HF-versterker

Gepubliceerd in de editie van juli/augustus 1977 had dit project als doel bestaande HF-versterkerontwerpen te verbeteren door hun bruikbare dynamisch bereik uit te breiden en tegelijkertijd intermodulatievervorming onder controle te houden. Het resultaat was een compacte versterker met een bandbreedte van ongeveer 100 kHz tot 30 MHz, geschikt voor diverse toepassingen.

Het is altijd leerzaam en inspirerend om terug te kijken naar projecten van decennia geleden. Neem bijvoorbeeld deze HF-versterker, ontworpen voor een indrukwekkend dynamisch bereik van 100 dB. De componenten stammen uit de jaren zeventig, maar de technische uitdaging achter de schakeling klinkt hedendaagse HF-ontwerpers zeer vertrouwd in de oren.

Dit project, gepubliceerd in de editie van juli/augustus 1977, was erop gericht bestaande HF-versterkerontwerpen te verbeteren door het bruikbare dynamische bereik te vergroten en tegelijkertijd intermodulatievervorming beheersbaar te houden. Het resultaat was een compacte versterker met een bandbreedte van ongeveer 100 kHz tot 30 MHz, geschikt voor uiteenlopende toepassingen.

De schakeling

Een 3N211 dual-gate MOSFET staat centraal in het ontwerp. In plaats van een versterker te ontwerpen voor een vaste maximale versterking, benut de schakeling de tweede gate van de transistor om de versterking te regelen. Door de biasspanning op de tweede gate te variëren, is de versterking over een zeer breed bereik instelbaar, wat het geclaimde dynamische bereik van 100 dB oplevert.

De ontwerpers boden speciale aandacht aan de intermodulatieprestaties. In het artikel wordt beschreven hoe de versterker getest werd met twee signalen, waarna de resulterende intermodulatieproducten op een spectrumanalysator werden bekeken. Negatieve terugkoppeling wordt eveneens toegepast om de lineariteit te verbeteren, terwijl transformatoren en afgestemde netwerken zorgen voor de benodigde HF-koppeling en impedantieaanpassing.

Waarom nu nog relevant?

Ontwerpers hebben vandaag de dag toegang tot HF IC's, geavanceerde simulatietools en spectrumanalysers waarvan men in 1977 alleen maar konden dromen. Toch zijn de fundamentele problemen die deze 100 dB HF-versterker illustreert nauwelijks veranderd. De schakeling is meer dan een interessant artefact uit het Elektor-archief. Ze laat zien hoe ontwerpers bijna een halve eeuw geleden een HF-probleem aanpakten met de destijds beschikbare componenten en meetapparatuur. De vraag van nu luidt: hoe zou u het tegenwoordig bouwen?

De 100 dB HF-versterker

Het originele artikel, "HF-versterker met 100 dB dynamiek," verscheen in Elektor van juli/augustus 1977. Bekijk het artikel.

Editor's Note: Because the article first appeared in a 1977 edition of Elektor, some of the parts and components might not be available. Still, we think you’ll find the article inspirational and informative.