SDRトランシーバー3号機の製作「受信部フロントエンドの検討」


写真はSDR#3受信フロントエンドのバラック実験の様子。左からRF AMP MIX IF AMPを並べて特性評価中。VFOはFT-101Zアナログ VFOにこだわっています。
2022.04.01

はじめに
 新たな製作目標として「お気に入りのSDRトランシーバー3号機の製作」をスタートし、前回は全体構成 を検討しましたが、今回は、受信フロントエンドについてもう少し詳しくレベル配分などを検討します。
 

フロントエンドブロック図
 大まかな構想案とブロック図をまとめてみました。

  ゲイン配分
 受信最小感度の目標として、-125dbm(-12dbu EMF)、PCサウンドカードの1LSBを70uV程度と推定すると、ANT入力から I/Q出力までの必要ゲインは、60db程度必要と見積もれます。このうち、約40dbはG40でゲインを稼ぐので、フロントエンド部 の必要ゲインは20db程度になります。
 一方、PCサウンドカードの最大入力を1Vrms程度とすると、ANT入力は1mV(-47dbm)以下に制限されるので、最大入力-30dbm以上 の目標仕様に適合させるにはPIN ATTで20db程度ゲインコントロール必要になります。
 ゲイン配分として、大まかに左図ブロックのように決定して、検討を進めていきます。

各段の詳細仕様
 ゲイン配分が決まったので、次に各段の詳細仕様を、設定します。
RF BPF部、イメージ周波数3MHz帯を阻止するため、「トロ活」2ポールBPFの特性をシミュレーションすると-85db(@3MHz)となり、 RF AMPに同調回路を付加すればイメージ阻止特性は-90dbは実現できそうです。
PIN ATT部、RF AGCを兼ねた、PINダイオード(HSM-3810 秋月)4ヶ使用したπ型ATTの採用を検討。
RF AMP部、「トロ活」の2SK125パラのGG AMPで約11dbゲインとIIP3を評価。
MIX部、DBM ICとしてSL6440Cを使用したいのですが入手出来ず。今回はNJM2594とSN16913を評価していきます。この部分のIMD特性が 全体のIMD特性を決定するので、変換lossとゲイン、回路規模などとの兼ね合いから、重要な回路部です。
IF POST AMP部、RF AMPと同様構成。
IF BPF部、2nd IFのイメージ阻止と不要な折返し信号対策として、BW 30kHz程度 離調周波数60kHz程度で-30db程度のL/Cフィルター を検討。
他、PIN ATT駆動用AGC回路については、もう少し後で、特性をみながら決定していきます。

 

  今後の予定
 次回からは個々の回路ブロックについて、特性等を細かく追い込んでいきます。

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