Předzesilovač s MMIC pro KV

-
Vhodný typ MMIC

Obecně se tvrdí, že MMIC jsou pro KV aplikace nevhodné - mají velký šum, příliš velký zisk a nízkou intermodulační odolnost. Zkusíme-li hledat MMIC, vhodný pro KV, bude to poměrně těžký úkol. Většina MMIC je vyvíjena pro aplikace, pracující mezi 500 MHz až 6 GHz. Bývají založené na technologiích SiGe, GaAs nebo PHEMT a v tomto knitočtovém segmentu mívají velmi nízké šumové číslo (< 1dB), vysoký zisk (kolem 30 dB) a vstupní a výstupní impedanci 50 Ω. Na kmitočtech pod 50 MHz však výrobci většinou žádná data neuvádějí. Na nižších kmitočtech má řada MMIC obtížně definovatelnou a zpravidla nevyhovující vstupní a výstupní impedanci a problémy se stabilitou. Velmi často se projevuje tzv. blikavý (výstřelový) šum 1/f, známý spíš z NF aplikací.

Pokud sáhneme po starších křemíkových MMIC s "nezajímavými" šumovými čísly kolem 2-3 dB, najdeme v katalogu i údaje pro 10 MHz a často i nižší kmitočty, až k DC. Vstupní a výstupní impedance bývá 50 Ω a průběh zisku rovný i směrem k nižším kmitočtům. Šum 1/f se neprojevuje, zpravidla neexistuje kmitočet (tzv. 1/f noise corner), pod kterým by se začal výrazněji uplatňovat. Jedním z nejlepších typů je Hewlett-Packard (později Avago, nyní Broadcom) INA-02186. Je zastaralý, bývá však dostupný ve výprodejích na eBay v cenách 12 euro za 10 ks.

Co lze vyčíst z katalogu?
  • výkonový zisk Gp = 31 dB typ. (min. 29 dB) na 500 MHz
  • plochý průběh zisku v rozsahu 10 MHz - 1 GHz ± 2 dB
  • reverzní izolace ISO |S21| = 39 dB v rozsahu 10 MHz - 1 GHz
  • ČSV na vstupu typ. 2,0 v rozsahu 10 MHz - 1 GHz
  • ČSV na výstupu typ. 1,7 v rozsahu 10 MHz - 1 GHz
  • šumové číslo 2 dB na 500 MHz
  • výstupní výkon při 1 dB kompresi P 1 dB = 11 dBm na 500 MHz
  • IP3 = +23 dBm na 500 MHz
  • napájecí napětí 4 - 7 V, typ. 5,5 V, proud Id = 35 mA
MMIC INA-02186. Označení na pouzdru je N02.

INA-02186 byl použit např. v předzesilovači pro stíněnou smyčkovou anténu PA3GZK (https://pa0fri.home.xs4all.nl/Ant/Active antenna/Active receiving loop antenna eng.htm).

Zesilovač jsem postavil a změřil.
 
Schéma zesilovače s INA-02186.



Návrh plošného spoje.


Hotový zesilovač s INA-02186.


Kmitočtový průběh zisku v rozsahu 100 kHz - 300 MHz.
Při měření byl použit atenuátor 40 dB.

Populární příspěvky z tohoto blogu

Zesilovač LZ1AQ pro smyčkovou anténu

-
Obrázek
Zesilovač je standardní diferenciální zesilovač v zapojení se společnou bází [1]. Diferenciální vstupní odpor zesilovače je přibližně 3 ohmy při 1 MHz (stoupá s frekvencí, 7 ohmů @ 30 MHz, model SPICE) a zajišťuje vyrovnaný anténní faktor v širokém pásmu. Tato velmi nízká vstupní impedance snižuje také citlivost smyčky na elektrickou složku pole na minimální úroveň. Zesílení zesilovače s 1 m 2 smyčkou je nastaveno tak, aby výsledný anténní faktor byl přibližně mezi 0 až +6 dB/m (závisí na velikosti smyčky, tvaru a indukčnosti). V tomto případě je úroveň výstupního vnitřního šumu na aktivní WSML (Wideband Small Magnetic Loop) smyčce asi 10-15 dB nad úrovní vlastního šumu RX s MDS-130dBm @ 500Hz (tato citlivost je obvyklá u většiny komerčních transceiverů). Zvýšení zesílení zvýší pouze nelineární úroveň zkreslení. Obr. 1a. Schéma zesilovače Obr. 1b. Schéma napájecí části Diferenciální zesilovač má dvě výhody pro redukci nelineárního zkreslení - snižuje úroveň signál...
Další informace

Vf zesilovač s vysokou intermodulační odolností

-
Obrázek
Je použito osvědčené zapojení podle W7IUV verze 6.0, tj. poslední publikovaná verze. Byly u něj optimalizovány především intermodulační parametry i za cenu nepatrného zhoršení šumového čísla.   Schéma zesilovače. Poznámky ke konstrukci Dosažení potřebného zisku 20 dB je poměrně snadné. Vliv šumového čísla bývá na krátkých vlnách přeceňován. U mnoha komerčních výrobků je uváděno neuvěřitelně nízké šumové číslo, které se při měření nepotvrdí - je buď vyšší, nebo má předzesilovač velmi špatné intermodulační parametry (OIP3) a kmitočtový průběh vstupní impedance je nepříznivý. Ve skutečnosti má být šumové číslo jen takové, aby nedocházelo ke zhoršení celkového šumu, tj. převažuje součet lokálního a vzdáleného QRN. I tak je absolutní šumové číslo zesilovacího stupně s 2N5109 kolem 4 dB. Velmi kritický je OIP3 (zvlášť na 160 a 80 m), který je s 2N5109 v tomto zapojení kolem 43 dBm. Při této hodnotě prakticky nezpůsobí žádné problémy ani případné pronikající signály ...
Další informace

Obvod soft startu pro napájecí zdroje

-
Obrázek
Nárazový proud při zapnutí zdroje dokáže pěkně potrápit, ať jde o běžný staniční zdroj 13,8V/20A s kvalitním transformátorem na toroidním jádru nebo o velký PA. Proto bývá nutné tento proud omezit. Běžně se k tomu používají výkonové odpory, dimenzované na 10 - 30 W. Odpory musí snést nárazový proud celého zdroje. Ty pak bývají po určitém čase (většinou 1-5 s) zkratovány pomocí relé. Bohužel však často narazíme na konstrukce, kde je odpor v primáru transformátoru zapojen trvale, takto je "řešen" např. jeden zdroj 13,8V/20A, který byl svého času komerčně nabízen mezi radioamatéry. Asi nejlepším řešením je obvod, který publikoval Pavel Meca v [1]. Využívá výkonové NTC termistory s časovačem, který zajistí zkratování termistorů po cca 3 sekundách. Obvod se vyráběl jako stavebnice, příp. hotový modul a byl v nabídce plzeňské firmy MeTronix za 195 Kč. Obr. 1. Stavebnice MeTronix MS 22050 Tento obvod, postavený ze stavebnice, používám v zdroji 13,8V/...
Další informace