ja tässä sama taajuusalue, kun antenni on suoraan kiinni SDR radiossa ilman vahvistina.  Asetukset Radiossa samat.    Ilman vahvistinta ei kuulu kuin hämärää pihinää. Mitään ei saa selvää.

2012/2013 innostuin tutkimaan VHF/UHF alueen LNA vahvistimia. Tuli tehtyä lukuisia protoja taajuuksille 145, 433 ja 1296MHz. Vahvistinkomponentteina E-pHEMT trankkuja ja erilaisia MMIC vahvistimia. Paperilla MMIC kohinaluvut eivät olleet ihan yhtä hyviä kuin E-pHEMT transistoreille. Käytännössä MMIC toteutuksella pääsin alle 0.5dB NF arvoihin mikä on jo hyvä. MMIC toteutusten etuna on yksinkertaisuus. Piirin lisäksi ei tarvitse kuin erotuskonkat ja bias-T komponentit. Filtterit tietenkin sovelluksen mukaan.

Tässä kuvia vanhoista protoista ja esimerkki monimutkaisemman biasoinnin vaativasta E-pHEMT kytkennästä.

Liittyen meneillään olevaan keskusteluun tein muutaman IMD mittauksen vanhoille protoille. Tässä esimerkki PGA-103 MMIC vahvistimella 145MHz alueelle olevan LNA vahvistimen mittauksesta. Tässä linkki datalehteen.

https://www.minicircuits.com/pdfs/PGA-103+.pdf

Mittausjärjestely:
Kahdesta SMY-02 generaattorista 144 ja 145MHz -20dBm signaalit 3dB splitterillä yhteen ja tutkittavan vahvistimen inputtiin. Inputissa vaikuttaa siis yhteensä -20dB signaali.
Spekrriskoopilla sitten tuloksia lukemaan. Vahvistusta noin 12.5dB. Piirin spekseihin nähden pieni vahvistus selitty sillä, että suodattimen ja vahvistimen lähdön välissä on 6dB vaimennin sovituksen parantamiseksi. Molemmat vahvistin sekä suodatin toimivat paremmin kun näkevät suunnillee oikean sovituksen (kaikilla taajuuksilla). Tällä pikakokeella tutkittuna IMD3 arvo näyttäisi olevan huikean hyvä luokkaa -63-6dBc eli -69dBc. Tuo 6 lisää tulee siitä, että vahvistimen lähdössä vaikuttaa molempien signaalien summa eli 2x yhden signaalin jännite.

Tämä on myös havainnollinen esimerkki siitä mitä Arto on selittänyt aikaisemmin. Todellisessa antennissa näitä signaaleita on paljon antennin kaistaleveydestä ja ympäristöstä riippuen. Vaiheesta riippuen vahvistavat tai vaimentavat toisiaan jollain ajanhetkellä. Vahvistimen pitää pystyä käsittelemään tuon signaalijoukon summa. Tämä kahdella signaalilla mittaaminen on vaan yleinen sopimus jotta tulokset olisivat jotenkin vertailukelpoisia. Nyt viimeistään pitäisi alkaa hahmottumaan etupään IMD sieto-vaatimus ja miksi siellä usein näkyy jäähdytetty tehotrankku.

Vielä asiaan liittyen. Viestissä #63 olevassa piirikaaviossa on filttereitä vahvistimen edessä ja perässä. Miksi näin? Kuten aiemmin selvinnyt filttereillä koitetaan rajata signaalin kaistanleveys mikä pääsee esivahvistimelle ja siitä eteenpäin vastaanottimelle tai minne sitten meneekin.
Ongelma 1.
Kaikki vaimennus mikä on esivahvistimen edessä lasketaan suoraan lisää vahvistimen kohinalukuun. Käytännössä kaikki filtterit aiheuttavat vaimennusta. Eli NF0.2dB  vahvistimesta ei ole paljoa iloa jos sen eteen laitetaan hyötykaistalla 2dB verran vaimentava suodatin.
Ongelma2.
Mikäli suodattimet laitetaan vahvistimen perään pitää vahvistimen kestää kaikki taivaalta tuleva tavara joutumatta epälineaariselle alueelle.

Systeemiä voi optimoida käyttötarkoituksen mukaisesti. Laitetaan vain välttämätön tavara vahvistimen eteen ja loput perään. Tässä 145MHz esimerkkivahvistimessa tärkein/välttämätön temppu on estää 88-108MHz FM signaaleiden pääsy vahvistimeen. Edessä on vain yksinkertaine noin 130MHz ylipäästösuodatin mitä on tehostettu vielä 100MHz loukkupiirillä. Vahvistimen jälkeen on sitten kaistanpäästösuodatin millä siivotaan eteenpäin toimitettava signaali jotta varsinaisen vastaanottimen etupää pääsisi helpommalla.

HF alueella hommaa helpottaa se, että bandikohina on aina niin voimakas, että ensimmäisen vahvistinasteen kohinaluku ei ole kovin kriittinen mikä sallii monimutkaisempien suodattimien laittamisen ensimmäisen vahvistimen eteen. Alan kielellä pre selector.

Pekan skenaarioon liittyen: Kun käyttöpaikka ja sen ongelmat on tiedossa niin vahvistimen ominaisuuksia voi säätälöidä sen mukaan.

Lainaus:


Tämä 6 dB:n summaaminen mitattuun IMD₃-arvoon on minulle uusi tulkinta.
Olen tottunut työurani aikana pelkästään perinteiseen IMD-tulkintaan (alla oleva kuva), jossa IMD₃ on hyötysignaalin ja särökomponentin ero.
Jos ei tiedetä mitä tulosta kukin tarkoittaa, päädytään huomattavaan dynamiikkaeroon, kun vertaillaan vahvistimia ym.

Linukka- ja radiovalmistajat ovat aina käyttäneet tuota "ARRL" arvoa koska se näyttää paremmalta. Tavallaan se on myös totta koska vahvistin käsittelee signaalien summaa eli kaksinkertaista jännitettä verrattuna yhteen signaaliin.

Ilmoitustapa lienee makuasia kunhan tietää kummasta tavasta on kyse. Brosyyreitä kannattaa kuitenkin lukea arvaamalla, että menetelmä on tuo valmistajalle edullisempi +6dB.

Tuon edellä esitetyn 30 MHz alipäästösuodattimen lisäksi voisi olla hyödyllistä kokeilla myös kaistanpäästötyyppistä suodatinta vahvistimen ja ASDR:n välillä.
Tällainen suodatin poistaa myös halutun signaalin lähistöltä mahdollisesti häiritseviä signaaleja, toisin kuin em. alipäästö.

Nyt kun SDR:n ja vahvistimen impedanssit ovat 50 ohmin luokkaa, niin tämä pitää ottaa huomioon suodattimen tulon- ja lähdön sovituksessa.
Tällainen rakenne on mahdollinen jopa yhdellä säädettävällä kapasitanssilla, kuten oheisesta kuvasta näkyy.
Siinä vaste on pyyhkäisty säätökondensaattorin (C1) arvoilla: 300pF, 130pF, 75pF ja 40pF.

Muuttamalla kelojen arvoja voidaan kolmella...neljällä eri kelayhdistelmällä kattaa koko taajuusalue keskipitkistä 30 MHz:iin. Ja taas kelat ovat pienoiskuristimia, joten käämihommin ei ole tarvetta.