SDRトランシーバー3号機の製作「受信ユニットの製作」
写真はSDR#3受信ユニットの基板化した様子。IF AMPを含めた検討が大体終了したので、受信ユニットとして基板にまとめてみました。
2022.06.06
はじめに
「お気に入りのSDRトランシーバー3号機の製作」では、高IP設計を目指しています。MIX段の検討に続き、今回はIF AMP部の検討
と、それらをまとめた受信ユニットについてまとめてみます。
IF AMPの検討
SDRでは、受信帯域内をスペクトラム表示する都合、IFフィルターには比較的ワイド特性のフィルターを使うので、IF AMPにもRFフロントエンド
と同様に高IP特性が要求されます。
今回は、IF AMPに2SK125 GG AMPを採用しました。理由として、いくつか手持ちにあったこと、高IP特性が期待できることなど、一方
ゲインは10〜11db程度しか期待できないので、受信回路全体のマッチングロスを出来るだけ少なくなるようします。
IF BPFの検討
通常IF BPFはMIXの後に配置しますが、今回はゲイン配分の都合上IF AMPの後に配置しました。SDR#3では他にもトロイダルコアを使用したBPF
を沢山使っているのでまとめて別途紹介します。
回路
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回路はクリックで拡大、MIX〜IF AMP〜1.964MHz BPFで構成。SN16913の出力マッチングは検討時トロイダルコアを使い、600Ωから50Ωに変換していましたが
基板化するにあたり、10uHのインダクターに変更し、定数も一部調整しました。
IF AMP回路は「トロ活」に掲載回路を利用し、出力側はマッチングと同調を兼ねた簡単なL/C回路としました。定数は「トロ活」に1.82MHzと1.91MHzでの定数例が紹介
されているので、1.964MHzの定数は1.91/1.964で変換すれば定数が求められます。計算で得られた定数は、下記回路図中のC11が1190p、C12が662p、L4が3.9uHで
ゲインは約9dbとなりましたが、C11 C12を各1330p 510pに調整することで10.5dbのゲインとなったので、再現性もいいようです。
ここで使用するコンデンサは比較的容量が大きくなりますが、高誘電率系のコンデンサを使うとゲインが取れません。
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組み立て
上写真の様に、BPF部はMIX、IF AMP部と基板を別けて組み立てました。BPF部は細かなチューニングが必要となるため、調整し易いように基板を
分離し、調整完了後にMIX部基板に子基板として立てて実装します。
ほぼ、すべてのCR類はチップ部品を使っていますので、基板上はすっきりしています。パターンはマジックでの手書きでやっています。
特性評価
フロントエンドのBPFやRF AMPがまだ出来ていませんが、簡単に特性評価してみました。
VFOにはFT-101Zの5MHz台を組み合わせています。VFO信号は450mVpp。
項目 | 測定値 | 備考 |
消費電流 | 55mA | 電源電圧13.0V |
ゲイン | +8db | 入力7.1MHz IF 1.965MHz |
IFバンド幅 | +/-20kHz | センター1.966MHz @-3db |
イメージ比1 | -21db | 受信周波数 7.1MHzとイメージ周波数3.168MHzのレベル比 |
イメージ比2 | -34db | 受信周波数 7.1MHzとイメージ周波数7.168MHzのレベル比 |
IF妨害比 | -74db | 信号入力にIF周波数の信号入力しレベル比を測定 |
入力端子への局発漏れ | -90dbm以下 | |
IMD | -70db以下 | 7.195MHzと7.205MHzのそれぞれ-30dbmの2トーン入力 |
イメージ比、IF妨害比、局発漏れなどの特性は、まだフロントエンドのBPFが無いので、数値は悪いですが単体の特性に合わせて、
この後フロントエンドのBPF仕様を決定します。
イメージ比2は、IF BPF特性がそのまま出ていますが、この後ソフトでのI/Qバランスを取ることで-70db以下になりそうです。
ゲインが目標よりやや少なめですが、感度は目標仕様のMDS-125dbmはクリアー出来そうです。
今後の予定
RFフロントエンドのBPF PIN ATTによるAGC制御部を基板化していく予定です。
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