50MHz AM/FM/USB/CWトランシーバーの製作12

'11.10.19
RFフロントエンドの製作
　
　今回はRFフロントエンドの製作です。
当初の計画ではオリジナルのユニットにコイルだけを交換してそのまま使用する予定で、試作しました。実験を進めていくとやや感度 不足を感じます。特にAMモードはSSB/FMモードに比較して感度不足を感じ、今回改めて、RFプリアンプ内蔵のフロントエンドとして再製作しました。
写真はオリジナルのフロントエンドのコイルを交換した試作1号機と今回新たに製作途中の試作2号機。製作中はチップ部品へのストレス緩和のため、スペーサ で基板を浮かせています。
　基板は手書きの両面パターンを使用し、部品面にはラジアル部品と電源ラインなどを配置、基板裏面はチップ部品を配置しています。
　基板表と裏の接続はジャンパー線で接続しています。両面基板を使用することで、GNDパターンが広くとれ、安定動作が期待できます。
　
　左の写真は完成したRFフロントエンド。左からATT ON/OFF用のリレー、プリアンプON/OFF用のリレー、BPF用のコイルをへてIF出力の配置になっています。 緑のLEDは、2.5Vツェナーダイオードの代替えで使用しましたが、ノイズ量はツェナーに比較すると不安です。
　目標仕様として
・RFプリアンプの内蔵・・・・・・・・・・QRP局やAMモードでの感度アップを狙ってHEMTを採用したプリアンプを内蔵。
・RF可変ATTの内蔵・・・・・・・・・・・ 6dBステップATTの採用検討しましたが、PINダイオードを使った連続可変のATTを内蔵。
・ミキサーはバランスドミキサーを採用・・DDS VFOとのスプリアス発生の関係をできるだけ少なくするためにもバランスドタイプのミキサーを採用。
回路
　RFプリアンプには今回HEMT(FHX35LG)を使用しました。現状の6mバンドでは混変調対策よりも、できるだけローノイズで高感度特性にした方が 実用的です。FHX35LGはゲインは15db程度ですが、次段のFETより低NFで、トータルNFの改善が期待できます。強力なローカル局からの対策として、可変型ATTを 内蔵しました。
　BPFは一般的にはRF AMPの前に置きますが、低NFを期待するとRF AMPの前には出来るだけロスを減らす為、RF AMPの後に配置しました。
　ATTはRF GAINコントロールと兼用とするため、PINダイオードを採用しダイオードの電流を可変することで−3dbから−20dbの可変できます。メーカ製のRF GAINコントロールはAGC電圧を可変するタイプが多く、ゲインを絞るとSメーターが＋方向へ振れてしまいます。
　RF AMPはIF AMPと同じ3SK263を使用しAGCをかけています。コイルは簡単にチップインダクターを使用しました。その後イメージ対策とバンド幅確保の為、 複同調のBPFを配置しています。BPFは一般的にはRF AMPの前に置きますが、低NFを狙ってRF AMPの前は出来るだけロスを減らす為に、RF AMPの後に配置しました。
　 　ミキサーは2SK520を使用したバランスドミキサーにしました。2SK520はメーカー製のリグのミキサーに良く使用されており、混変調の改善が期待できます。
今回は混変調対策よりも、ミキサーからのLOCAL信号漏れを出来るだけ少なくする目的からバランスタイプにしました。LOCAL信号はゲート入力タイプとしました。 一般的なソース入力に比較して変換ゲインが若干ですがアップしました。
　VFOにDDS出力の3逓倍信号を使うので不要スプリアスが出やすくなります、バランスタイプとすることでIF段に漏れる不要信号を低減します。
　LOCAL信号はRX用とTX用とで切り替えて出力します。通常はLOCAL信号を分配するのですが、オリジナルではリレーで切り替えていますので、今回はダイオード で切り替えるようにしました。
特性
　プリアンプのゲインは約17db、RF AMP〜IF OUTまでは27dbとなりました。ミキサーでのバランス調整によりLOCAL信号の漏れはIF信号に対し-50dbまで追い込めます が、無調整でも-30db以上になります。
　気になるプリアンプの効果ですが、
　プリアンプOFF時・・・・受信感度は現用のTR-5200に同等
　プリアンプON時・・・・ 了解度2〜3の信号が了解度5にアップします。ノイズの増加もありますが信号も浮かび上がってきます。
回路
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