Kerkot aktiivikomponentteina

Joitain keraamisia kondensaattoreita kuulee haukuttavan niiden jänniteriippuvaisen kapasitanssin vuoksi. Sehän voi aiheuttaa vahvistimissa säröä ja ikäviä yllätyksiä, kun kapasitanssi ei korkeammalla jännitteellä olekaan se mitä oli kuvitellut.

Sama ominaisuushan on myös estosuunnassa olevalla diodilla. On myös tarkoitukseen tehtyjä kapasitanssidiodeja, joilla kapasitanssin muutos on muita diodeja suurempi. Näille löytyykin monia sovelluksia: yksinkertaisimmillaan oskillaattorin taajuuden säätäminen, joskus myös taajuuskertojina, ja parhaimmillaan jopa vahvistinkomponentteina parametrisissa vahvistimissa.

Jännitteen mukana tippuva kapasitanssi voi siis olla myös hyvinkin toivottu ominaisuus. Tämä sai joskus miettimään, voisiko kaiken tämän tehdä myös kerkoilla. Tänään päätin kokeilla.

Käytin kahta ”470nF” pintaliitoskerkoa, joiden kapasitanssi 0 voltin ympäristössä on 370 nF, 10 voltilla tippuu jo 330 nF:n ja 30 voltilla jäljellä on enää 200 nF.

Aloitin taajuuskertojasta hyvin yksinkertaisella kytkennällä:

Kun väliulosotto on keskellä ja kondensaattorit samankokoiset, ei ideaalikomponenteilla kytkennästä mene läpi mitään. Käytännössä sisään syötetty siniaalto kumoutuu melko hyvin, ja kondensaattoreissa syntyvät parilliset harmoniset tulevat näkyviin.

Päädyin käyttämään melko suuria keloja, koska pienempi sydän saturoitui ja kelan epälineaarisuus alkoi näkyä ennen kerkon epälineaarisuutta. Yhden väliulosotollisen muuntajan sijaan käytin kahta samanlaista muuntajaa, joita löysin.

12 voltin tasajännitteellä biasoituna ja riittävän suurta siniaaltoa audiovahvistimesta syöttämällä sen toinen harmooninen alkoi näkyä kertojan ulostulossa. Lisäsin ulostulon rinnalle kelan, joka on kondensaattorien kanssa resonanssissa n. 8 kHz:lla ja sain ulostulon amplitudin tällä taajuudella kasvamaan huomattavasti. Nostin vielä biaksen 30 volttiin. Kokeilin kuormittaa kertojaa vastuksella, ja sain jopa n. 700 mW tehoa ulos. Kytkennästä tuli tällainen:


Konkkien yli olevan tasajännitteen hidas muuttaminen vaatii hyvin vähän tehoa, mutta se vaikuttaa paljon ulos tulevan signaalin amplitudiin ja tehoon. Kytkennällä on siis jopa tietynlaista vahvistusta, ja toimiihan se näin tavallaan myös aliharmonisena ylössekoittimena.

Vielä mielenkiintoisemmaksi tämä alkaa mennä siinä, että lähes sama kytkentä takaperin toimii myös taajuusjakajana. Tällä kertaa ulostulossa oleva kela resonoi kondensaattorien kanssa hieman matalammalla n. 4 kHz taajuudella. Kun sisään syöttää tästä kaksinkertaista taajuutta, kytkentä alkaa toimia parametrisena vahvistimena ja värähdellä sisään syötetyn taajuuden puolikkaalla.


Täytyy myöntää, etten aivan täysin vielä ymmärrä tällaisten parametrisen vahvistimien tai oskillaattorien toimintaa, mutta sehän näitä houkutteleekin kokeilemaan. Vahvistimen tekeminen käyttäen puolijohteiden sijaan aktiivikomponentteina pelkkiä ”huonoja” kondensaattoreita on varsin kiehtova ajatus. Pitää varmaan seuraavaksi yrittää tehdä ihan kunnon vahvistin.

Comments are closed.