TT@北海道さま プリアンプ製作記 その2

TT@北海道さまのADS-Bプリアンプが完成しました。結局、説明書通りに組み立てました。
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LNA周辺のパターンがかなり剥がれて(はがした?)ジャンパー線で補修してあります。ここまで来るのに、4回以上も付け直ししました。

最終的な周波数特性はと言う事で、入力が-33dBmでの、利得と周波数特性を測定してみました。
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ところが、良く見ると、±100MHzでのフィルターの減推量がほんの僅か(2dB位)少ないような気がします。そこで、とりあえず、リニアリティを確認すべく、通過域(1090MHz)の入出力特性を測定してみました。アッテネータの誤差や同軸ケーブル、コネクタの誤差を補正するのに苦労しましたが、私の環境では、ここまでが限界です。
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-40dBmの入力で、約20.8dBの利得があります。これ以下は誤差の範囲で、リニア領域でした。非線系の定義として、P1dB(利得圧縮ポイントが、入力-31.3dBm位、データシートから計算すると、入力が、-29dBm(SAWフィルターの損失込み)なので、2.3dB位低くなっています。(パターンを補修しているからなー)とりあえず、フィルターの特性を入力-35.5dBmにして、広帯域の特性を見てみました。
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やはり、LNA単体と、SAWフィルター単体の特性よりも、阻止領域で、2dB位誤差があるようです。(原因は不明)
最後に、消費電流は、6.73mAでした。(仕様は、平均5.7mA、最大8mA)入力レベル-10dBm以下では殆ど変わらず、仕様の範囲内でした。

今回の顛末は、最初にNF優先で作成しようとして、LNAの裸特性を測定して、フィルターを追加したのですが、特性が出ないので、様々な調査の結果、カップリングコンデンサの共振とSAWフィルターのマッチングの問題を見つけてコンデンサ(100pF)を12pFに変更、欲を出して、LNAの電源ピンを弄って折ってしまいました。
TT@北海道さまにSOSで、新たなLNAを入手して、最初のデータを取り始めたのですが、皆様に理解し易いようにと改心して、資料通りに作り直して、今回の特性を取りました。
本日は、予定があるので、とりあえず、測定までです。

どのように利用するか、効果的な組み合わせは何かをこれから考えます。
尚、今回のプリアンプで、R820Tとの組み合わせによるNFの計算値は
NF:2.7dB前後で、0.8dB位の改善が期待できます。
LNAとSAWフィルターを入れ替えると、さらに0.77dBの改善が期待できますが、周囲の環境によっては、LNAで増幅した後の信号レベルが携帯基地局や、地デジの信号により絶対定格を超える場合があるかもしれません。
私の環境では、10dB位の余裕がありましたが・・・
プリアンプは、フィルターを付けても、意外に設計が難しいと実感しました。

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この記事へのコメント

TT@北海道
2014年10月20日 00:39
引き続いての詳細レポートありがとうございました。アンプの使い方や検討内容など大変参考になりました。こちらでもアンプを先、フィルタを後の構成でちょっと試してみたのですが、あまり結果が良くありませんでした。アンプの難しさを実感しているところです。それとフィルタですが、マイクロストリップで作ってみるのも面白いかなと思っています(SAWには敵わないと思いますが)。
TOSHI
2014年10月20日 19:27
プリアンプの製作は楽しく遊ばせて頂きました。ありがとうございます。フィルターとLNAの順番は、実験の結果、効果が1dB以下の差でしたので、このような記事とさせて頂きました。
フィルターをプリントパターンで作るのは、帯域を狭くするとバラツキが影響して難しいかもしれません。コツは、共振器のインピーダンスを下げて、結合の影響を小さくすることなのですがシールド無しで実現するには、Q値が20位までです。セミリジットを2本並列にしてやってみましたが、SAWフィルターの特性までいきませんでした。
今後ともよろしくお願いいたします。

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