SDRトランシーバー4号機の製作「受信部フロントエンド RF AMPの検討」

目標仕様について
　 ゲイン
　受信最小感度の目標として、-125dbm(-12dbu EMF)、STMマイコンADの1LSBを800uV程度と推定すると、ANT入力から AD入力までの必要ゲインは、約70db程度必要と見積もれます。
　一方、STM ADの最大入力を1Vrms程度とすると、ANT入力は0.3mV(-57dbm)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 30db程度ゲインコントロール必要になります。
　SDR3号機では、ゲインコントロールとしてPIN DiによるRF AGCと固定ATTを併用していましたが、実際に使用してみると、RF AGCをON にすることはほとんど無く、通常はATT、叉夜間の短波放送対策には狭帯域BPFの使用で十分でした。
　SDR4号機ではRF AGCは採用せず、RF ATTとRF同調回路の併用とします。

RF AMPの設計
　全体ゲインが決まったので、次にRF AMPの詳細検討します。
入力同調部、イメージ周波数8MHz帯を60db以上阻止必要で、SDR3号機では「トロ活」2ポールBPFを採用していました。
SDR4では、パネル面につまみを配置しないという仕様なので、BPFのチューニングが2回路分必要なBPFを止め、今回は同調回路方式 を採用します。
　最近のリグでは比較的広帯域のBPFの採用が多くなっていますが、やはり希望信号のみチューニングしてAMPすることで混変調などに 有利になります。

RF AMP部、20db程度のゲインを目標とすると、2SK125GG AMPではゲインが足りず、今回初めてNFBアンプを採用しました。
　NFBアンプの場合、入力インピーダンスが50Ωになるので、入力同調の負荷を軽くするためソースフォローを配置しました。

回路図

入力同調部は出来るだけQを高くするため、大きめのコア(T-106-6)を使い、巻き数比を大きめに取っています。 　チューニング用バリキャップは、AMチューニング用を出来るだけ高い逆バイアスで使うことでQの低下を抑え、かつソースフォローで受けています。 　2SK520は2SK125等に代替え可能と思います。RF AMP部の設計はゲイン20dbとして定数計算しています。

　

特性確認

左写真は、RF AMP全体の周波数特性、横軸1MHz/div 縦軸10db/div 中心周波数7.1MHz。イメージ周波数8MHz付近で-30dbの減衰なので、まだ目標 仕様(-60db)には届きませんが、同調回路1段のみの特性としてはますまずです。この後にもう一段BPFを挿入する予定です。 　AMPゲイン+同調ステップアップ比で、トータル25db程度のゲインが得られました。 　右写真は、2Tone(-30dbm x 2)入力時の出力IMD波形、横軸20kHz/div 縦軸10db/div スペアナはアナログなのでスキャンのタイミングで波形の一部がかけていますが、IMDは-80db 取れています。この程度であれば実際の運用時IMD成分はノイズに隠れてしまうと予想されます。

　

　 今後の予定
　ソフト開発に行き詰った時、久しぶりにハードの実験でしたが、そろそろハードとソフトの両面から製作を進めていきます。

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