QCX-SSB PA 回路の電源を単電源OPアンプとトランジスタにしてみた（その４）動作波形を追加

　QCX-SSB PA 回路の電源を単電源OPアンプとトランジスタにしてみた、その４です。

Ｅ級増幅の拡大波形を追加しました。

いろいろとググっていたら、東芝さんのサイトで東芝製トランジスタの spice モデルを提供してくれているのを見つけました。さっそく組み込んだところ、何の問題もなく使えています。
それで再度、表題のシミュレーションをしてみました。今度は発振現象は起きません。
〔回路図〕

〔シミュレーション結果〕

下段が PWM 信号とトランジスタのエミッタ電圧、中断が BS170 のドレイン電圧と負荷抵抗の電圧、上段が出力パワーの計算値です。
前回のような発振現象は起きていません。
う～ん、東芝モデルが良いのかどうか分かりませんけど、一安心です。
ただし、使っている旧リニアテクノロジーのオペアンプが１個500円以上もする高価な物なので、一般的なレールツーレールのオペアンプで大丈夫かを試さないといけません。
トランジスタは１個100円ぐらいで買えそうです。

追加
Ｅ級増幅の様子が分かるように時間軸を拡大したものです。

ゲート電圧とドレイン電圧で BS170 がスイッチング動作をしている事が分かります。負荷抵抗の電圧と電流の位相が合っています。ドレイン電流は立ち上がりと立下りでエッジがなまっていますが、Off で電流がほぼ流れていません。

LTspice XVII に東芝製トランジスタのモデルを組み込んだ

　LTspice XVII に東芝製トランジスタのモデルを組み込んでみました。

東芝はこちらで PSpice、LTspice のトランジスタ・モデルを提供してくれています。
そこで小信号と中程度のパワー・トランジスタのモデルを幾つかダウンロードして組み込んでみました。
手順は、トランジスタ・モデルの Zip ファイルをダウンロードして、中に入っているシンボルファイルとネットリストファイルを LTspice のライブラリにコピーします。
具体的に 2SC3076 を組み込む場合は、2SC3076.asy ファイルを \sym フォルダにコピーし、2SC3076.mod ファイルを \sub フォルダ内にコピーします。
すると LTspice の中で次のように使えるようになります。

QEC-Match Delta Loop Antenna

　QRP Quarterly Vol.61 No.4 October 2020 に JP1QEC OM の QEC-Match Delta Loop Antenna の記事が出ていました。

これは並行ビニール・コードを使って、デルタ・ループ部と Q マッチ・セクションを一体で作り、ループ部の角度を 60 度にしてマッチングさせるようです。60 度のデルタ・ループ・アンテナの入力インピーダンスが 200 Ωになり、並行コードのインピーダンスが約 110 Ωになる事を使ってマッチングさせるとしています。
Q マッチは 1/4 波長の伝送線路を使ってマッチングさせます。
その時の関係式は Zq^2 = Zo * Za です。ここで、
Zq: マッチング用の伝送線路インピーダンス
Zo: リグ側のインピーダンス
Za: アンテナ部のインピーダンス
よって
Za = 110^2 / 50 = 242 Ω
になるようにアンテナ・エレメント側のインピーダンスを調整できればマッチングが取れます。
デルタ・ループ部は▽の形にし、上辺の長さを変えて下側の挟み角を変えてエレメント部のインピーダンスを 242 Ωに近づければ良いようです。
この場合、ケーブルの短縮率と同調周波数が決まっていれば並行コードの長さが決まるので、調整時にエレメントの長さ調整は必要なく、上辺の長さを変えるだけで済みます。
面白そうなので、一度試してみようかと思います。
記事では６ｍのアンテナでそのまま２ｍでも使えるとあります。
ならば 145MHz でアンテナを作れば 435MHz でも使えるはずです。

145MHz の場合、記事の式を使うと
全長 L ： 1.44m
Q マッチ ： 0.34m
となります。
今度、ホームセンターで並行コードを買ってこようかと思います。