SDRトランシーバー3号機の製作「受信部1st MIXの検討」

写真はSDR#3受信フロントエンドの特性評価様子。右下に7MHz BPF、その上にSN16913 MIX、左ににIF AMP、1.966MHz IF BPF。RF AMP はありませんが、目標仕様の-125dbmの最小感度はクリアー出来そうです。
2022.04.30

はじめに
「お気に入りのSDRトランシーバー3号機」では高IP設計を目指しています。RF AMPについては製作例も多く、高IP設計の実現は比較的容易ですが、MIX部については専用ICや複雑な回路方式等、ちょっとハードルが高くなります。
　高IP対応DBM MIX ICとしてSL6440Cの評価例が多いのですが入手出来ず、今回は、MIX部についてバスSWを使ったHiModeミキサー、専用DBM IC NJM2594とSN16913を評価、実験してみました。
　MIX部の特性を固めることで、全体のレベル配分や回路方式等が決定されるので、まずはMIX段の検討からスタートします。　

評価バラックセット
各回路について簡単な評価データーをまとめておきます。
FST3125 HiMode MIX

　　写真はFST3125使用のMIX部バラック、回路はこちらを参考にしました。主要性能として、高IP特性はもちろんですが、アナログVFO出力500mVpp程度でも十分にパルス変換できるので、ローカル信号に高出力を必要としません。
　変換ゲインは1db程度、ミキサーノイズはSN16913と同等で、問題ありません。
　実際に受信機として評価したところ、7MHzバンド内に2か所S=1から2程度の不要スプリアスが確認されます。他にもVFO可変範囲(500kHz) 内で5箇所のスプリアスがあります。周波数構成が悪いのか、デジタル回路による原因なのか不明ですが、対策がとれず一旦保留にしました。

DBM IC NJM2594 MIX

　写真はNJM2594使用のMIX部バラック、本ICは入手も容易で、回路規模もシンプルです。変換ゲインは0db程度、IIP3はデーターから+5dbm程度と推定されます。
　実際に受信機として評価しましたが、ミキサーノイズが多くとても受信機の1stミキサーとしては使えないレベルです。評価中ICの供給 SDR画面上でも、SN16913とのノイズ発生の違いは見て取れます。
　用途として、カタログ上では平衡変調や復調用になっているので、RX 1st MIXには適さないようですが、送信部のMIXでは使用を検討しています。
　評価中ICの供給電圧を2.3V程度に落とす、ノイズが小さくなる点がありましたが、ICの推奨動作電圧から大きく外れるため、結局本ICの使用は見送りました。　

　

DBM IC SN16913 MIX

　写真はSN16913使用のMIX部バラック、本ICは以前に良く使用されたICで、当局も数個手持ちがあり、叉JA9TTTさんのページの詳細評価によれば、変換ゲインは6db程度、IIP3は+5dbm程度と推定されます。ゲインのある分前段のRF AMPが省略できる可能性があり、回路規模のシンプル化が狙えます。
　実際に受信機として評価の結果、ミキサーノイズも少なく、SDR画面上でもNJM2594とのノイズ発生の違いは見て取れます。　

　

ノイズ比較
　NJM2594とSN16913のノイズ比較をみてみます。

　左写真は、NJM2594 MIX出力、右写真はSN19613 MIX出力、(クリックで拡大)をG40 SDRとPower SDRの組み合わせで受けたスペクトラム画面。 NJM2594のノイズレベルが-110dbに対して、SN16913は-125db程度。聞いた感じでも、明らかな差があります。
　Power SDRの縦軸目盛の絶対値精度は不明ですが、相対値精度はスペアナレベルとして実用十分な精度を持っているので、このようにSDR表示により簡単にS/NやIIP特性が評価できます。

　

　回路

　評価回路では信号入力を50オーム終端で受けていますが、IC側はHiインピーダンスと推定され、入力同調にステップアップトランスを使用して変換ゲインを稼いでいます。
　出力側インピーダンスは600オームになっているので、LCマッチングにより50オームに変換して、IF AMPへ出力します。　マッチング定数計算は「トロイダルコア活用百科」を参照しました。

　

　　　 Top Menu

受信ユニットの製作へ