简介： 对比机关JEFT场效应管与2SK241在对于 无线节能组150kHz导航信号放大检波[1] 电路中的效果。由于150kHz频率比较低，所以测试这些JFET，看是否可以获得更大的放大倍数。
为了能够对于 第十六届全国大学生智能车竞赛[2] 中的 无线节能信标中的150kHz[1] 充电和导航信号进行放大和检波。测试了 基于超声波升压中周构建的150kHz的单管选频放大电路[3] ，它主要具有以下几个缺点：
由于使用中周变压器作为选频LC回路，实测电路体积比较大；
直接将接收天线接入放大回路，会产生 电感三点式自激振荡[4] ;
调节比较麻烦。
在测试基于2SK241的150kHz的高频放大器[5] 实验了利用2SK241组成的高频放大+倍压检波的电路，完成对于场地内的150kHz的导航信号进行检测电路。发现它的性能远高于基于中周选频放大电路。
由于导航信号150kHz属于低频，因此下面测试一下基于几款普通JFET来完成对于150kHz信号放大检波的性能。
现在手边有的JFET三极管包括有以下三个。
根据 2SK160A数据手册[6] 可以知道它的重要应用与RF和AF的放大器。
BF245数据手册[7] 给出了BF245的主要参数：
2SK30A 数据手册[8] 给出了它的主要参数。
根据上面三个JFET的参数分析，可以看到他们都适合对于RF信号进行放大。作为放大增益的参数前向转移导纳： ，BT245 在三个JFET中最大。
由于BF245的前向导纳参数 比较大，当 时，对应的 很小，通过数字万用表测量 。
需要通过在源极接入电阻来设置电路工作点。
下图是进行测试电路。通过调节R2的取值来设置T1的工作点。
◎ 工作参数：
R1：100kΩ
R3：0Ω
VCC：+12V
测量R2电阻从10欧姆变化到1k欧姆，对应的工作电流情况。
【表2-1-2 不同Rds对应工作电流】
| 电阻(100) | R1 | R2 | R3 | R4 | R5 | R6 | R7 | R8 | R9 | R10 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 工作电路(A) | 0.024229 | 0.015406 | 0.011443 | 0.009157 | 0.007647 | 0.006557 | 0.005753 | 0.005132 | 0.004639 | 0.004260 |
选定R2为510欧姆，测试T1的工作点为。
◎ T1的工作点：
源极电压Vs：3.753V
静态工作电流Id：8.1mA
栅极电压：0V
选择源极旁路电容C1的容值为1uF，对应 Hz对应的容抗为：
在测试基于2SK241的150kHz的高频放大器[4]使用了1.7kΩ作为T1的漏极负载，这会消耗一部分可用的电压。为此选择扼流电感作为T1的负载。希望扼流电感对应的阻抗大于2kΩ。
在 下，对应 的电感量：
手边有如下的环形电感，电感值: 。
选择环形电感，避免使用工字型电感是为了避免扼流圈与天线之间形成耦合。
放大整流电路如下图所示：
将信标无线发射线圈放置在测试电路2米的距离。测量所得到的T1的漏极波形如下图所示。倍压整流电压为：603.7mV。
将无线发送线圈的关闭。此时依然能够在T1的漏极测量到相应的波形信号。倍压检波输出依然有43.56mV。
这说明在扼流线圈与接收线圈中存在耦合形成电路的自激振荡.
将扼流线圈修改成电阻。根据Vgs之间的电压为3.753V，所以Vds之间的电压为（12-Vgs=8.247V）。取T1工作点在Vds中电，也就是 4.124V，那么对应工作电流 下， 对应的漏极电阻
取470欧姆作为T1漏极电阻。此时T1的工作点为：
◎ T1的工作点：
Vd：8.28V
Vs：3.72V
Id：8mA
此时T1的集电极就没有振荡信号了。打开无线节能线圈（2米距离），测量对应的波形。倍压整流输出为：119.9mV。
通过上述测量，会发现，对于JFET 前向转移导纳比较大的BF245并没有能够发挥出它应由的高增益的特点。由于手边没有高电感值的电感，这使得为了形成很好的工作点，所选取的漏极电阻只能很小，这也就限制了增益的提高。
将源极电阻Rs和漏极电阻Rd都更换为2.5kΩ，可以提高整个电路的增益。
◎ T1的工作点：
Vd：7.58
Vs：4.41
Id：1.9mA
倍压整流后的电压：267mA
采用与测试基于2SK241的150kHz的高频放大器[4]相同的电路。由于2SK30A输入电容与2SK241不同，需要通过调整C2来使得接收天线重新达到150kHz谐振。
◎ T1工作点：
Vd：6.28V
Id：2.4mA
倍压整流输出信号幅值：279.8mV.
为了对比2SK30A与2SK241的增益，直接在上面的电路，将2SK30A更换成2SK241，对比放大检波输出。
刚软成2SK241之后，重新调整C2使得接收天线达到谐振。放大波形如下图所示。倍压检波输出885.1mV。
通过对比BF245，2SK30A 组成对于150kHz信号放大检波，可以看到它们所组成的电路在放大性能方面都不如2SK241。
突发奇想，对于2SK241组成的电路，将它的2.5k电阻更换成2.75mH的扼流圈。也就是在【2-2】中所使用的扼流圈。电路居然没有振荡。而且电路的增益也略有增加。
为什么对于BF245使用扼流圈电路会有震动，而使用2SK241没有振荡呢？也许这个答案需要由这两个三极管的反馈电容 的大小差异。
◎ 两个JFET的反馈电容
：
2SK241 ：
BF245：
可以看到2SK241的反馈电容远远小于BF245对应的反馈电容。这个电容如果大了，就会形成Hartley电感三点式振荡器。这一点在 如鲠在喉的电路 - 当BJT的负载和输入都呈电感特性时的 Hartley振荡器[3] 进行讨论过。
为什么2SK241的反馈电容这么，这是由于它内部结构所决定：
参加柃木宪次所著《高频电路设计与制作》书中所介绍，2SK241内部是级联结构，如下图所示。这就使得它反馈电容 非常小。
无线节能组150kHz导航信号放大检波: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/115040882
[2]第十六届全国大学生智能车竞赛: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/110253008
[3]基于超声波升压中周构建的150kHz的单管选频放大电路: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/116196406
[4]电感三点式自激振荡: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/116372637
[5]测试基于2SK241的150kHz的高频放大器: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/116379872
[6]2SK160A数据手册: https://html.alldatasheet.com/html-pdf/1132322/NEC/2SK160A/62/1/2SK160A.html
[7]BF245数据手册: https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/BF245A-B-C.pdf
[8]2SK30A 数据手册: https://www.rcscomponents.kiev.ua/datasheets/2sk30a.pdf
