amatorskie forum mikrofalowe

Mój wiekowy R&S FSP dzielnie mi służy od jakiegoś czasu. Zasadniczo nic mu nie brakuje, ale do pomiaru słabiutkich sygnałów (na ten przykład pomiary NF małoszumnych przedwzmacniaczy) jednak ma za duże szumy własne. W naturze występowała wersja z przedwzmacniaczem (bodaj opcja B25 razem z tłumikiem elektronicznym) ale mój takowego nie posiada. Rewolucja w dziedzinie łączności bezprzewodowej powoduje że mamy unikalną szansę korzystać z elementów o jakich się nam przed laty nie śniło za cenę o której także się nam nie śniło. Czemu by tego nie wykorzystać? Szybko przeleciałem tabele Avago, Mini-circuits, AD, TI i LT. Wybór padł na GVA-123+ z Mini-Circuits. Płaska charakterystyka +/- 0,7 dB od 50 MHz do 8 GHz, ~16 dB wzmocnienia, 20 dB tłumienia odbicia dla wejścia i szumy w granicach 4 dB (trzeba pamiętać, że to wzmacniacz o paśmie 12 GHz i te 4 dB to naprawdę kosmos). Niestety minimalne zamówienie bezpośrednio z firmy to 20 szt. Nie mam tyle analizatorów
Na ebay'u WA3IAC sprzedaje pojedyncze sztuki i pasujące płytki. No to zamówiłem żeby popróbować sił w układach szerokopasmowych. Tej płytki nie traktuję docelowo, ale wziąłem żeby uzyskać szybki efekt i sprawdzić czy to działa. Wysłał jakimś priorytetem i po tygodniu miałem na stole układy i płytki. Pogrzebałem w szafach i wyciągnąłem brakujące elementy i zmontowałem układ.



TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA



Zasiliłem, sprawdziłem stabilność przy wiszącym wejściu i zaterminowanym i wrzuciłem na VNA. Tu wrócę do etapu grzebania w szafach. Mój niepokój wzbudziły kondensatory sprzęgające. M-C podaje wartość 1 nF. Dostępne MLCC nawet i 0402 mają nieprzyzwoicie nisko jakieś rezonanse - indukcyjność pasożytnicza daje znać. To wyszło na VNA. Wyników nie pokażę bo wstyd
Sięgnąłem głębiej do szaf i znalazłem dawny zepsuty repeater GSM który kiedyś dostałem. To już jest jakiś dawca. W każdą stronę jest w nim łańcuch gain blocków więc wyciągnąłem kondensatory (a także dławik) o nieznanej wartości z pierwszego stopnia i zaaplikowałem do mojego układu. Efekt tochę lepszy, koło 5 GHz jakiś rezonans ale na początek może być. Kondensatory nie mają 1 nF, bo pasmo na dole słabe, ale nic to. Trochę marne tłumienie odbicia na wejściu, ale to pewnie przez FR4, niedopasowane złącza SMA do płytki.W docelowym układzie poprawię. Współczynniki wzmocnienia przeniosłem w formie tabelarycznej z VNA do analizatora widma (przez to sam analizator przelicz wynikowy poziom z uwzględnieniem podanych dla różnych częstotliwości współczynników). No to mierzymy co z tego wyszło. Wziąłem mały kawałek widma w koło 1 GHz z najwęższym filtrem FFT i najniższym poziomem szumów. Dodatkowo dałem uśrednianie z 25 pomiarów.
Na początek stan wyjściowy. Założyłem terminator na wejście i efekt taki:



TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA



Podłączyłem moje źródło szumów (cały czas bez przedwzmacniacza) i jego załączenie daje taki efekt:



TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA



Ginie w szumach własnych.
No to podłączamy preamp, załączone przeliczanie poziomów w/g podanych współczynników, wejście zaterminowane:



TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA



Zobaczymy jak zareaguje na podłączenie źródła szumów (ENR ~16 dB).



TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA



Tu już wyraźnie wzrasta.

Sprawdzimy czy te dB prawdziwe. Generator na -120 dB i do wejścia wzmacniacza.



TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA





TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA



Jest nieźle. W tej wersji przydatność kończy się gdzieś koło 4 GHz, potem jakiś rezonans (dławik?). Wersja docelowa powinna być zbudowana w obudowie, gniazda SMA ze szczeliną dostosowaną do wymiaru linii mikropaskowej, lepszy laminat no i koniecznie specjalne kondensatory sprzęgające. Niektórzy producenci się chwalą że ich kondensatory od 50 kHz do 40 GHz nie mają absolutnie żadnych rezonansów (magia) i do tego maja np. 100 nF. Dodatkowo zamiast XIX wiecznego 78M05 mającego 40 uV szumu coś co ma 1 uV. Wstępne rozpoznanie wypada pozytywnie, troszkę dopracować i będzie dużo lepiej niż mam teraz.



TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA





TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA



Paweł

P.S. Przepraszam za jakość zrzutów. Jak dałem w pełnej wielkości, to u mnie forum je obcięło z prawej strony. Jak by co to jest 10 dB na działkę.

Kochany! Brawo za inicjatywe! Według mnie wszystko jest DOBRZE! Tylko że jak wzmacniacz ma niższe szumy to z gniazda wejściowego docieraja przebiegi"nie z tej bajki" o których analizator nie miał "pojecia" bi ich nie widział. Jak chcesz sie pozbyc pasożytniczych sygnałów to zewrzyj gniazdo wejściowe i potem szukaj wewnątrz analizatora. Tylko... czy aby filtry na zasilaczu nie "zastrajkowały" i to "coś " nie przechodz z sieci lub nieliniowej pracy el. zasilacza. Zadaj sobie to pytanie i sprawdź, czy aby na pewno? Poza tym trzeba zdać sobie sprawę że powyzej pewnego SINAD ( nazwijmy to w ten sposób) czyli ponizej pewnej czułości i wsółczynnika szumów każdy taki wzmacniacz nie obcążony widzi"Hefalumpy". Przypomnij sobie rosyjskie wejściówki do mierników czestotliwośći. Było źle jak się nie wzbudzał, podobnie jest tu. Masz silniejsze promieniowanie tła bo szumy spadły i "Hefalumpy" wylazły na wierzch. Wszystko dookoła co było nie mierzalne teraz masz na ekranie.

dobrze by było zrobić (z ciekawości) pomiary w pewnym zakresie temp np. od Lodówkowego -20 do jakieś 100 C

Sprobuj na poczatek podmienic dlawik na taki, w ktorym jest jawnie nawinieta cewka, te warstwowe maja spora resystancje.
Gniazda i ich przejscie na plytke raczej nie stanowi problemu. Tak czy siak kolejna plytka robiona przez "programiste" bez pamieci o obudowie

Pz

Niestety cewki są różne i to one dają popalić z rezonansami.
To nie problem rezystancji tylko właśnie rezonansów

Marcin, wiem co pisze. Teraz pomysl dlaczego wspomnialem o rezystancji i jak jest ona zwiazana z literka Q

no też

Od strony wejścia M-C obiecuje ponad 20 dB tłumienia odbicia na wejściu w dość szerokim zakresie, Ja tą wartość uzyskałem od 400 MHz do 700 MHz, Potem przy 1 GHz mam około 15 dB, 2,3 GHz ~12 dB, koło 3,5 GHz znowu 15 dB przy 4,3 GHz spada do 10 dB, przy 5,2 GHz jest około 7 dB by nagle przy 5,6 GHz uzyskać 18 dB. Tu raczej wchodzi w rachubę gniazdo wejściowe, kondensator blokujący DC i dokładność wykonania i stratność linii mikropaskowej (zadanie raczej trudne dla FR4).
Wyjście utrzymuje dopasowanie >20 dB od 0,4 do 1 GHz. Przy 2,5 GHz spada do 13 dB by przy 2,8 znowu przekroczyć 20 dB. Przy 4,3 GHz spada do 10 dB. Przy 5,6 GHz jest 4 dB. Poza końcową wartością jest blisko skorelowane z wejściem. Ten koniec to pewnie dławik. Szumy w granicach 5 dB w zakresie 1 do 3 GHz.
No cóż, szarpnę się na kilka AVX czy ATC odpowiedniej serii, może poszukam zalecanego przez M-C bias-tee na wyjście i w ten sposób rozwiąże kwestie dławika, dam na pewno niskoszumny stabilizator i laminat PTFE z możliwą do predykcji impedancją linii mikropaskowej. Gniazda SMA są Emersona, nie są złe ale jak dobiorę odpowiednie podłoże i policzę linię to dam dedykowane.

Co do analiz "klimatycznych" na pewno wzrosną szumy. Jak zrobię wersję docelową, to mogę zobaczyć w górnym zakresie jak parametry wyglądają. Do zamrażalnika mi się raczej całego "ustrojstwa" targać nie będzie chciało, no chyba zamrozić i do aparatury przynieść np w termosie czy styropianowym pudełku.

A przy okazji może ktoś wie co to jest za seria gniazd i czy jakiś producent ma pasujące do niej wtyki lub idzie dostać kabel z wtyczką?



TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ ZDJĘCIA. DARMOWA REJESTRACJA



Na pewno były stosowane w HP/Agilent/Keysight 85024A 300 kHz - 3 GHz high impedance probe. Pytam, bo to wymarzone miejsce do zasilenia tego preampa. Jest na tym gnieździe dobrze odfiltrowane +15V i - 12V. Mógł bym z gniazda klawiatury PS/2 tuż obok ale to jednak idzie do wbudowanego peceta z całym dobrodziejstwem tego inwentarza.

Kondensatory bardzo czesto mozesz dostac jako sample - nie potrzebujemy wszak hurtowych ilosci

Sprawdz wymiary zlacza czy nie jest to aby zwykle mini XLR. Jesli nie to przejrzyj katalog firmy Lemo.

pz

Lemo i Neutrik poszły na pierwszy ogień. Na eevblog.com też ktoś szukał i znalazłem tam informację z cenami jako części zapasowe. Tam raczej konkluzja była, że to wymysł HP a nic standardowego. Ale nie jest to rocket science. Zrobię z kawałka poliamidu i styków od podobnej wielkości złącza.

Pamietaj o porzadnym przyklejeniu pinow, najlepiej dorobic od razu dekielek, ktory bedzie je trzymal a jednoczesnie umozliwial wyprowadzenie przylutowanych przewodow. Robilem kiedys samemu wtyczke to TR-751 - dopoki wsadzilem i nie dotykalem bylo OK, ale nie "lubila" rozlaczania

pz

Temat powolutku postępuje. Wyselekcjonowałem i zakupiłem w ilości dwóch sztuk kondensatory sprzęgające do wzmacniacza. Specjalne do zastosowań DC-block w zakresie 16 kHz do 40 GHz
Z dostępnych w Farnellu, wybrałem AVX GX02 - 0,1 uF, 16V, obudowa 0402. Zawsze mnie zastanawiało czemu one mają taka dużą pojemność a nie mają indukcyjności. Dla mnie to ciężkie do wyobrażenia ale sprawdzimy czy mówią prawdę.


TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ LINKI. DARMOWA REJESTRACJA


Wziąłem tylko dwie sztuki ze wzgledu na cenę. ~25 PLN netto za sztukę...
Teraz czas rozejrzeć się za godnym dławikiem/bias-tee który nie zniweczy wysiłku finansowego poniesionego na te kondensatory i można projektować docelową płytkę.

Siadłem wieczorem na chwilkę rozejrzeć się za kolejnym brakującym elementem układanki. Jak wcześniej zauważyliście a mi w pomiarach wyszło jednym z krytycznych elementów jest dławik wyjściowy. Sęk w tym, że układ ten ma pracować wybitnie szerokopasmowo i w dodatku jako układ pomiarowy musi mieć powtarzalną i jak najbardziej zbliżoną do płaskiej charakterystykę przenoszenia (aby tabela ze współczynnikami korekcyjnymi w analizatorze miała jakiś sensowny rozmiar i najlepiej monotoniczny charakter). Wiem już co by było najlepsze, ale nie wiem gdzie to kupić:



TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ LINKI. DARMOWA REJESTRACJA





TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ LINKI. DARMOWA REJESTRACJA





TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ LINKI. DARMOWA REJESTRACJA



Znowu gały mi wylazły na wierzch. Dławik nawinięty drobnym drucikiem z rdzeniem z proszkiem żelaznym zawieszonym w żywicy epoksydowej, dostosowany wprost do montażu na linii mikropaskowej - 8,0 uH, 100 mA i zakres 10 MHz..65 GHz+. Może spróbuję wyciągnąć jakieś próbki, no mnie to cholernie zaciekawiło.
Myślę że wystarczającym będzie też zastosowanie takiego bias-tee, które załatwia też problem kondensatora wyjściowego:



TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ LINKI. DARMOWA REJESTRACJA



Te są do kupienia u naszych chińskich przyjaciół, bo oczywiście producent chce sprzedać minimum 10 szt. Powinno załatwić temat do 10 GHz. Mam nadzieję że nie macie mi za złe rozdzielania włosa na czworo, ale temat układów wide-band jest dla mnie nowy.

dobre dobre przyda sie

SQ1GQC pisze:

Mam nadzieję że nie macie mi za złe rozdzielania włosa na czworo, ale temat układów wide-band jest dla mnie nowy.

Paweł , to ciekawe.Obserwuję temat od początku bo potrzebuję podobnego wzmacniacza .Może tylko szerzej chodzącego.
Widzę że obawy jakie miałem , przy planowaniu mojego wzmacniacza potwierdzają się w stu procentach.To co z pozoru wydawało się prostą sprawą,taką nie jest .
Koszt też rośnie lawinowo.
Upewniłeś mnie o słuszności mojego podejścia do tego tematu.
Zdecydowałem się na budowę na układzie MAAM-011109 od MACOMa.
Ma kondensatory separujące i zasilanie wzmacniacza wbudowane w układ .Droższy , ale niedużo jeżeli policzymy Twoje zakupy .
Fakt parametry nieco gorsze.
Można też tak:


TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ LINKI. DARMOWA REJESTRACJA


I takie podejście podoba mi się najbardziej.

Bardzo ciekawy układ. No i faktycznie problem kondensatorów i dławika odpada a sprawa jest nietrywialna. Jak zdobędę troszkę więcej doświadczeń z moim układem, to może spróbuję też i Twojego pomysłu. Widzę że scalak jest do dostania w Digikey i Mouser.
Dławik będzie u mnie z Coilcrafta typu BCR-122JLB. 1.2 µH, maksymalnie 270 mA. Mam już na biurku.
Troszkę problemu mam ze złączami. Na wyjściu najchętniej zastosował bym złącze N, męskie, z jakiejś dobrej serii do minimum 18 GHz i od strony układu najlepiej do dołączenia prosto do linii mikropaskowej. Znalazłem kandydata:



TYLKO ZAREJESTROWANI I ZALOGOWANI UŻYTKOWNICY WIDZĄ LINKI. DARMOWA REJESTRACJA



Ale niestety minimalne zamówienie 100 szt, cena to 88 netto za sztukę i dodatkowo producent nie ma w magazynie. Myślę o złączu N bo to w końcu ma być przedwzmacniacz do analizatora widma, a na tych częstotliwościach do których planuję wzmacniacz standardem jest N. Jak znajdę i zdecyduję się na złącza, wtedy projektuję płytkę i obudowę.