1 kW PA-steg för 144 MHz
- Thread starter SM7EQL
- Start date
SM7EQL
Kortvågs- och UKV-tekniker
Ja jag körde igenom flera designer men högre rippel ger högre värde på kapacitanserna. Mittkondensatorn som nu är 33 pF skulle nog hamna på 50 pF eller kanske lite till med 1 dB rippel. I och för sig hade 0,5 mm PTFE räckt som dielektrikum men 1 mm som fanns på lager kändes stabilare.
SM7EQL
Kortvågs- och UKV-tekniker
Mer om fasbrusmätningar och mätmetoder
Ett förbättrat notch filter har byggts ihop. Denna gång på 8 MHz där det fanns ett antal kristaller i junkboxen som kunde matchas ihop någorlunda både för frekvens och Q. Filtret skall användas tillsammans med en blandare för att konvertera dels 28 MHz drivsignal från FT1000MP till transvertern och dels 144 MHz utsignal från transvertern till 8 MHz MF där notch filtret spärrar nyttosignalen så att den efterföljande lågbrusiga 25 dB förstärkaren inte blir överstyrd. Fasbruset skall sedan mätas +20 kHz relativt den undertryckta nyttosignalen.
Schemat blev så här efter att de beräknade komponentvärdena finjusterats för hand för en bästa kompromiss. Man kan välja att optimera filtret för max spärrdjup, jämnheten i passbandet eller SVF i passbandet. Alla parametrarna låter sig dock inte optimeras på en gång.
Filtret i all sin enkelhet på en bit glasfiberlaminat och med korta komponentben. Byggmetoden är lämplig upp till ca 1 GHz.
Insertion loss +/- 20 kHz relativt centerfrekvensen är -1 dB och bandbredden är mer än 100 kHz med oförändrat värde -1 dB.. Exakt samma på båda sidor.
Notchdjupet blev -71 dBc med en bandbredd i botten av +/- 50 Hz. Detta verifierades även med signalgenerator och spektrumanalysator.
SVF i hela passbandet +/- ca 12 kHz till lite drygt 100 kHz blev 1,1:1 på båda sidor om centerfrekvensen. Plotten ovan visar bara +/- 25 kHz. Nästa byggblock blir nog +17 dBm blandaren som skall anslutas före notch filtret och sen en lågbrusig 25 dB mätförstärkare efter notch filtret. Därefter kan systemet avprovas och nivåerna mätas in med hjälp av de nyligen reparerade HP8640 B signalgeneratorerna som LO. Som lämpligt testobjekt att mäta fasbrus på passar Siglent SSG3021-X med ca 30 dB mer brus än HP-generatorerna. Sist i mätutrustningen kommer de två lågbrusiga kristalloscillatorerna som skall användas som LO för dels 28 MHz mätningarna och dels 144 MHz mätningarna. Sen kan de tre HP 8640B och HP8656A också jämföras.
Det blev byggt något idag också. Gäller att hålla lödkolven ständigt varm.
Ett förbättrat notch filter har byggts ihop. Denna gång på 8 MHz där det fanns ett antal kristaller i junkboxen som kunde matchas ihop någorlunda både för frekvens och Q. Filtret skall användas tillsammans med en blandare för att konvertera dels 28 MHz drivsignal från FT1000MP till transvertern och dels 144 MHz utsignal från transvertern till 8 MHz MF där notch filtret spärrar nyttosignalen så att den efterföljande lågbrusiga 25 dB förstärkaren inte blir överstyrd. Fasbruset skall sedan mätas +20 kHz relativt den undertryckta nyttosignalen.
Schemat blev så här efter att de beräknade komponentvärdena finjusterats för hand för en bästa kompromiss. Man kan välja att optimera filtret för max spärrdjup, jämnheten i passbandet eller SVF i passbandet. Alla parametrarna låter sig dock inte optimeras på en gång.
Filtret i all sin enkelhet på en bit glasfiberlaminat och med korta komponentben. Byggmetoden är lämplig upp till ca 1 GHz.
Insertion loss +/- 20 kHz relativt centerfrekvensen är -1 dB och bandbredden är mer än 100 kHz med oförändrat värde -1 dB.. Exakt samma på båda sidor.
Notchdjupet blev -71 dBc med en bandbredd i botten av +/- 50 Hz. Detta verifierades även med signalgenerator och spektrumanalysator.
SVF i hela passbandet +/- ca 12 kHz till lite drygt 100 kHz blev 1,1:1 på båda sidor om centerfrekvensen. Plotten ovan visar bara +/- 25 kHz. Nästa byggblock blir nog +17 dBm blandaren som skall anslutas före notch filtret och sen en lågbrusig 25 dB mätförstärkare efter notch filtret. Därefter kan systemet avprovas och nivåerna mätas in med hjälp av de nyligen reparerade HP8640 B signalgeneratorerna som LO. Som lämpligt testobjekt att mäta fasbrus på passar Siglent SSG3021-X med ca 30 dB mer brus än HP-generatorerna. Sist i mätutrustningen kommer de två lågbrusiga kristalloscillatorerna som skall användas som LO för dels 28 MHz mätningarna och dels 144 MHz mätningarna. Sen kan de tre HP 8640B och HP8656A också jämföras.
Det blev byggt något idag också. Gäller att hålla lödkolven ständigt varm.
Attachments
SM0AOM
Well-Known Member
Blir intressant att se mer om resultaten.
En grov uppskattning säger att det går att få användbara sidbandsbrusvärden på avstånd större än +/- 5 kHz,
och att en bra spektrumanalysator med preampen framför ger en egen sidbandsbruströskel av c:a - 170 dBm/Hz.
Så förutsatt linjäritet i resten av systemet och en signalnivå av 10 dB före filtret så bör man kunna göra uttalanden om
sidbandsbrus ner till c:a -175 dBc/Hz.
Kontrollräkning:
Signalnivå 10 dBm
Inskjutsdämpning i notchfiltret -70 dB
Lågbrusförstärkare +25 dB
10-70+25 = -35 dBm eller 135 dB över brusgolvet FkT i 1 Hz, 105 dB över brusgolvet FkTB i 1 kHz.
Tillåten överstyrning av spektrumanalysatorn med 10 dB gör
att en total dynamik av 105+10+70 dB = 185 dBc skulle gå att observera.
Så SIGLENT-generatorn som väl har -100 dBc/Hz vid 5 kHz skulle indikera en bruseffekt relativt bärvågen på 10 dBm av
10-70+25-70 = -105 dBm refererat till preampens utgång. Om reference level sätts till -45 istället för -35 dBm blir inverkan av analysatorns brusgolv 10 dB mindre, p.g.a. att bruströskeln flyttas ner 10 dB till -172+25+30 = -117 dBm och då skulle den största användbara dynamiken vara c:a 180 dBc/Hz vid 5 kHz och uppåt.
Endast kristallstyrda källor kan komma ens i närheten av detta.
En grov uppskattning säger att det går att få användbara sidbandsbrusvärden på avstånd större än +/- 5 kHz,
och att en bra spektrumanalysator med preampen framför ger en egen sidbandsbruströskel av c:a - 170 dBm/Hz.
Så förutsatt linjäritet i resten av systemet och en signalnivå av 10 dB före filtret så bör man kunna göra uttalanden om
sidbandsbrus ner till c:a -175 dBc/Hz.
Kontrollräkning:
Signalnivå 10 dBm
Inskjutsdämpning i notchfiltret -70 dB
Lågbrusförstärkare +25 dB
10-70+25 = -35 dBm eller 135 dB över brusgolvet FkT i 1 Hz, 105 dB över brusgolvet FkTB i 1 kHz.
Tillåten överstyrning av spektrumanalysatorn med 10 dB gör
att en total dynamik av 105+10+70 dB = 185 dBc skulle gå att observera.
Så SIGLENT-generatorn som väl har -100 dBc/Hz vid 5 kHz skulle indikera en bruseffekt relativt bärvågen på 10 dBm av
10-70+25-70 = -105 dBm refererat till preampens utgång. Om reference level sätts till -45 istället för -35 dBm blir inverkan av analysatorns brusgolv 10 dB mindre, p.g.a. att bruströskeln flyttas ner 10 dB till -172+25+30 = -117 dBm och då skulle den största användbara dynamiken vara c:a 180 dBc/Hz vid 5 kHz och uppåt.
Endast kristallstyrda källor kan komma ens i närheten av detta.
SM4HFI
Well-Known Member
Kul projekt! Min tidiga kommentar om FT-1000 tände visst nåt.
Hoppas du hittat bra kristaller. Leif SM5BSZ har ju mätt sidbandsbrus även från kristaller
, vilket gav varierande resultat. Hittar du nån bra källa att mäta på kan det kanske vara idé att vända på notchfiltret och se om det blir bättre eller sämre resultat, för förmodligen är kristallerna inte lika bra.
/Jan
Hoppas du hittat bra kristaller. Leif SM5BSZ har ju mätt sidbandsbrus även från kristaller
/Jan
SM7EQL
Kortvågs- och UKV-tekniker
Intressant video som också visar hur de enskilda komponenterna i mätuppkopplingen kan påverka och ev introducera mätfel och osäkerhet. Ofta kan man mäta ett objekt på flera olika sätt eller med olika instrument och få olika resultat. Imponerande att Leif kan mäta ner till -190 dBc/Hz nivån och se skillnader inom en enstaka dB med sina prylar.
Jag mätte en näve 8 MHz kristaller av samma fabrikat och tillverkningsbatch i nätverkaren och det är stor skillnad på just antalet spurioser och deras amplitud. Till mitt notchfilter selekterade jag enbart efter resonansfrekvens och relativ kurvform. De/den bästa lades i minnet som referens och till slut fann jag två nära nog identiska. Det fanns också ett antal kristaller som var väldigt dåliga. Två av dessa gav bara ca -40 dB notchdjup i filtret medan de två bästa som sitter där nu gav -71 dB.
HP hade i slutet av 80-talet deras kringresande World wide mätseminarier och jag minns en presentation om IM-mätningar där fokus låg på svårigheten i att finna tillräckligt bra komponenter, splitters och ställbara dämpsatser och hur prestanda på dessa skulle verifieras. Som alternativ till vanliga dämpsatser med motstånd visades en uppkoppling där olika längder av tunn koaxialkabel som fasta dämpare användes för att lösa något problem men som jag nu inte minns vad det var. Men seminariet visade i alla fall på svårigheten att validera mätmetoderna och säkerställa att det som mättes också var korrekt.
Det gamla talesättet, vill du vara säker på ett mätresultat, så mät bara en gång, gäller alltid. Ty om man mäter flera gånger så får man flera olika resultat och då uppstår frågan, vilket resultat är det rätta.
Ja, jag skall bygga ihop blandare och den lågbrusiga förstärkaren och försöka få ihop en stabil mätuppkoppling. Med de tre HP8640B som mätobjekt och en bättre kristalloscillator som LO borde det gå att komma en bit på vägen. Sen kan ju fler kristalloscillatorer byggas och och mätas. På så sätt går det att stegvis komma allt längre ner i nivåerna.
Jag mätte en näve 8 MHz kristaller av samma fabrikat och tillverkningsbatch i nätverkaren och det är stor skillnad på just antalet spurioser och deras amplitud. Till mitt notchfilter selekterade jag enbart efter resonansfrekvens och relativ kurvform. De/den bästa lades i minnet som referens och till slut fann jag två nära nog identiska. Det fanns också ett antal kristaller som var väldigt dåliga. Två av dessa gav bara ca -40 dB notchdjup i filtret medan de två bästa som sitter där nu gav -71 dB.
HP hade i slutet av 80-talet deras kringresande World wide mätseminarier och jag minns en presentation om IM-mätningar där fokus låg på svårigheten i att finna tillräckligt bra komponenter, splitters och ställbara dämpsatser och hur prestanda på dessa skulle verifieras. Som alternativ till vanliga dämpsatser med motstånd visades en uppkoppling där olika längder av tunn koaxialkabel som fasta dämpare användes för att lösa något problem men som jag nu inte minns vad det var. Men seminariet visade i alla fall på svårigheten att validera mätmetoderna och säkerställa att det som mättes också var korrekt.
Det gamla talesättet, vill du vara säker på ett mätresultat, så mät bara en gång, gäller alltid. Ty om man mäter flera gånger så får man flera olika resultat och då uppstår frågan, vilket resultat är det rätta.
Ja, jag skall bygga ihop blandare och den lågbrusiga förstärkaren och försöka få ihop en stabil mätuppkoppling. Med de tre HP8640B som mätobjekt och en bättre kristalloscillator som LO borde det gå att komma en bit på vägen. Sen kan ju fler kristalloscillatorer byggas och och mätas. På så sätt går det att stegvis komma allt längre ner i nivåerna.
SM4HFI
Well-Known Member
Ja, hela nerds-serien är intressant, liksom de flesta filmer Leif skapat. Jag råkade hitta tillbaks till Nerds nr 47 där Leif mäter sidbandsbrus vs effekt i kristaller med interferometer. Han kör en skapligt ren signal genom testobjektet och en annan väg, och subtraherar signalen som gått de båda vägarna. Kvar blir det brus som skapats i testobjektet.
Jag skrev nog tidigare att man för att bygga en bra oscillator börjar med att bygga ett filter och sen återkopplar det.
Lycka till med byggandet. Det räcker att ha bästa signalen, så mycket bättre behöver man inte ha. Samtidigt är nog mottagare ofta bättre än sändaren i transceivrar, i alla fall vad gäller sidbandsbrus. Hoppas att vi hörs fler gånger i NAC-testerna och även annars.
/Jan
Jag skrev nog tidigare att man för att bygga en bra oscillator börjar med att bygga ett filter och sen återkopplar det.
Lycka till med byggandet. Det räcker att ha bästa signalen, så mycket bättre behöver man inte ha. Samtidigt är nog mottagare ofta bättre än sändaren i transceivrar, i alla fall vad gäller sidbandsbrus. Hoppas att vi hörs fler gånger i NAC-testerna och även annars.
/Jan
Var TS2000 en av dom som "spikade"
Oscar/SM4CHK
Hi
Vilken otroligt fin story. Skall du köra EME med detta PA? Har en Taifun som ligger på hyllan i väntan på montering av 16 el yagi med elevering. Har bara 50 MHz för närvarande i 18 m Versatower
Oscar/SM4CHK
SM6GXV
QRV: HF, VHF, UHF
Jag nämnde inte apparatnamnen av artighet men det var IC706 och IC910. Problemet lär finnas hos fler fabrikat. Man bör kolla i varje enskilt fall.
sm6vtz
Stickproppsamatör!
Tyvärr har även TS-2000(X) problem med effektspikar...
Nedan är saxat från Kuhne.
Kenwood TS-2000
We do not recommend the TS-2000 for transverter operations because this transceiver produces power spikes of more than 60 W even when it is run with low power!FAQ - Kuhne Electronic Amateur Radio Shop
shop.kuhne-electronic.com
73 Kricke
SM7EQL
Kortvågs- och UKV-tekniker
Jag har byggt ihop en kristalloscillator med tillhörande notch filter för att minimera fasbruset vid mätfrekvenserna -10 resp -20 kHz relativt bärvågsfrekvensen.
Kopplingen är en common base Butler som optimerats för relativt låg in- och utimpedans som kristallen 20,250 MHz ser. De sex dioderna över kollektorkretsen begränsar toppspänningen så att utnivån blir lagom stark men med bibehållande av högt loop gain. Detta gör att oscillatorn svänger igång mjukt när kollektorkretsen ställs in både från lägre frekvens och från högre frekvens utan de där typiska effekt- och frekvenshoppen - som man får utan begränsardioderna. Oscillatorn svänger ner till ca 2 V matningsspänning och känns stabil på alla sätt.
För att i möjligaste mån ytterligare minimera fasbruset så provades gammal hederlig kristall-fasning i en enkel grundkoppling. Samma principer användes förr i tiden i många kommunikationsmottagare inkl BC-348. I regel hade man två rattar att skruva på, den ena för att ställa in genomsläppsfrekvensen (pitchen vid CW-mottagning) och den andra för att notcha bort en störande näraliggande störsignal.
I mitt fall valde jag att göra bandbredden för genomsläppsfrekvensen relativt bred och med låg dämpning, -0,5 dB. En andra kristall med samma frekvens som den i oscillatorn justeras in med hjälp av en liten serieinduktans. I detta fallet behövdes ca 250 nH för att flytta kristallen 200 Hz nedåt. (Behövs dock inte i praktiken då filtret är brett i toppen)
Med vridkondensatorn 2-50 pF kan notchfrekvensen ställas in från ca 4 kHz offset relativt 20.250 MHz till minus > 50 kHz. Notch-djupet är i det närmaste konstant -59....62 dBc över hela området.
Beroende på mätbandbredden som väljs på spektrumanalysatorn så borde filtret minska fasbruset ut från oscillatorn med ca 20-30 dB. Återstår att se.
Efter notch-filtret skall 0 dBm nivån förstärkas till +17 dBm för att driva en högnivå-blandare för att blanda 28,230 MHz med 20,230 som då ger MF 8 MHz och där fasbrusmätningen sedan skall ske.
Kopplingen är en common base Butler som optimerats för relativt låg in- och utimpedans som kristallen 20,250 MHz ser. De sex dioderna över kollektorkretsen begränsar toppspänningen så att utnivån blir lagom stark men med bibehållande av högt loop gain. Detta gör att oscillatorn svänger igång mjukt när kollektorkretsen ställs in både från lägre frekvens och från högre frekvens utan de där typiska effekt- och frekvenshoppen - som man får utan begränsardioderna. Oscillatorn svänger ner till ca 2 V matningsspänning och känns stabil på alla sätt.
För att i möjligaste mån ytterligare minimera fasbruset så provades gammal hederlig kristall-fasning i en enkel grundkoppling. Samma principer användes förr i tiden i många kommunikationsmottagare inkl BC-348. I regel hade man två rattar att skruva på, den ena för att ställa in genomsläppsfrekvensen (pitchen vid CW-mottagning) och den andra för att notcha bort en störande näraliggande störsignal.
I mitt fall valde jag att göra bandbredden för genomsläppsfrekvensen relativt bred och med låg dämpning, -0,5 dB. En andra kristall med samma frekvens som den i oscillatorn justeras in med hjälp av en liten serieinduktans. I detta fallet behövdes ca 250 nH för att flytta kristallen 200 Hz nedåt. (Behövs dock inte i praktiken då filtret är brett i toppen)
Med vridkondensatorn 2-50 pF kan notchfrekvensen ställas in från ca 4 kHz offset relativt 20.250 MHz till minus > 50 kHz. Notch-djupet är i det närmaste konstant -59....62 dBc över hela området.
Beroende på mätbandbredden som väljs på spektrumanalysatorn så borde filtret minska fasbruset ut från oscillatorn med ca 20-30 dB. Återstår att se.
Efter notch-filtret skall 0 dBm nivån förstärkas till +17 dBm för att driva en högnivå-blandare för att blanda 28,230 MHz med 20,230 som då ger MF 8 MHz och där fasbrusmätningen sedan skall ske.
Last edited:
SM0AOM
Well-Known Member
Jag är av meningen att kristallfiltret skulle göra mer nytta som ett symmetriskt bandpassfilter med någon kHz bandbredd på utgången, ungefär som Rohde&Schwarz gjorde i sin XSD-normal på 70-talet. Detta kräver dock en kristall med högt Q.
Ett sidbandsbrus understigande -170 dBc/Hz vid 10 kHz syns vara möjligt.
Saken finns utredd med tysk noggrannhet i den dissertation,"Weltraumgeeignete 5 MHz Quarzoszillatoren mit maximaler Stabilität zwischen 1 und 10 Sekunden", tråkigt nog inte skriven på tyska, som kan hämtas här:
Ett sidbandsbrus understigande -170 dBc/Hz vid 10 kHz syns vara möjligt.
Saken finns utredd med tysk noggrannhet i den dissertation,"Weltraumgeeignete 5 MHz Quarzoszillatoren mit maximaler Stabilität zwischen 1 und 10 Sekunden", tråkigt nog inte skriven på tyska, som kan hämtas här:
SM4HFI
Well-Known Member
Som bandpassfilter blir effekten i kristallen stor, se trådens #87. Som notchfilter undviker man den risken.
Att oscillatorn ligger mitt i bandpassfrekvensen borde gå att kolla genom att bryta mellan kollektorn och kondensatorerna, mata in signal där, mäta den som bandpassfilter och notera centrefrekvens. När den sen kopplas ihop igen ska den svänga på den frekvensen, annars får man justera fasen i återkopplingen. Med notchfiltret efter kanske det inte är så kritiskt dock...
/Jan
Att oscillatorn ligger mitt i bandpassfrekvensen borde gå att kolla genom att bryta mellan kollektorn och kondensatorerna, mata in signal där, mäta den som bandpassfilter och notera centrefrekvens. När den sen kopplas ihop igen ska den svänga på den frekvensen, annars får man justera fasen i återkopplingen. Med notchfiltret efter kanske det inte är så kritiskt dock...
/Jan
SM0AOM
Well-Known Member
SM5BSZ mäter i princip sidbandsbrus på samma sätt som de moderna mätplatserna
från R&S och Keysight, med en korrelator efter var sin signalväg.
Detta är ett extremt kraftfullt sätt att avgöra brusprestanda även mycket nära mittfrekvensen.
Han kan observera olinjära fenomen i kristallerna vilka sannolikt har ytfysikalisk bakgrund som beror på tillverkningsprocessen och dess noggrannhet.
Beträffande bandpassfilter så är de av mest värde ifall man behöver en symmetrisk spektrummask runt mittfrekvensen, vilket man gör i majoriteten av fallen.
Erfarenhetsmässigt är olinjära effekter i kristaller främst influerade av kristallplattans dimensioner och av ytornas jämnhet.
Kravet på spektral renhet i EISCAT-3D excitern var höga, en sidbandsbrusdensitet bättre än -140 dBc/Hz även nära (1 kHz) 233 MHz mittfrekvensen och en IM3 undertryckning bättre än -70 dBc vid full utstyrning.
När excitern för EISCAT-3D "högnivådesignades" fick jag anledning att diskutera saken med
ett par leverantörer av kristallreferenser, och för att få till ett sidbandsbrus bättre än -160 dBc/Hz på 1 kHz avstånd vid 125 MHz blev det kritiskt med alla delar i kedjan.
En lösning som användes var en oscillator med en serieresonant övertonskristall i återkopplingsslingan, och en likadan kristall som filter efter.
Så länge som man inte överskrider någon fysikalisk begränsning i kristallen, t.ex. Hookes lag, är drivnivån inte så kritisk hos kristaller av kvalitetsfabrikat.
Ett helt annat förhållande uppstår när linjäritetsegenskaperna hos kristaller+anpassningstransformatorer behöver beaktas.
Endast riktigt dyra kristallfilter har en IP3 mycket över +40 dBm i och nära passbandet.
Telefunken/Deutsche Aerospace fick tillgripa en lösning där man delade upp signalvägen efter blandaren i flera grenar för att få till en system-IP3 på +45 dBm i E1800.
Ser fram mot jämförande mätningar mellan olika metoder på FT-1000.
Det borde inte bli några större skillnader när sidbandsbrusgolvet i transverterutgången redan ligger på -120 dBc/Hz.
från R&S och Keysight, med en korrelator efter var sin signalväg.
Detta är ett extremt kraftfullt sätt att avgöra brusprestanda även mycket nära mittfrekvensen.
Han kan observera olinjära fenomen i kristallerna vilka sannolikt har ytfysikalisk bakgrund som beror på tillverkningsprocessen och dess noggrannhet.
Beträffande bandpassfilter så är de av mest värde ifall man behöver en symmetrisk spektrummask runt mittfrekvensen, vilket man gör i majoriteten av fallen.
Erfarenhetsmässigt är olinjära effekter i kristaller främst influerade av kristallplattans dimensioner och av ytornas jämnhet.
Kravet på spektral renhet i EISCAT-3D excitern var höga, en sidbandsbrusdensitet bättre än -140 dBc/Hz även nära (1 kHz) 233 MHz mittfrekvensen och en IM3 undertryckning bättre än -70 dBc vid full utstyrning.
När excitern för EISCAT-3D "högnivådesignades" fick jag anledning att diskutera saken med
ett par leverantörer av kristallreferenser, och för att få till ett sidbandsbrus bättre än -160 dBc/Hz på 1 kHz avstånd vid 125 MHz blev det kritiskt med alla delar i kedjan.
En lösning som användes var en oscillator med en serieresonant övertonskristall i återkopplingsslingan, och en likadan kristall som filter efter.
Så länge som man inte överskrider någon fysikalisk begränsning i kristallen, t.ex. Hookes lag, är drivnivån inte så kritisk hos kristaller av kvalitetsfabrikat.
Ett helt annat förhållande uppstår när linjäritetsegenskaperna hos kristaller+anpassningstransformatorer behöver beaktas.
Endast riktigt dyra kristallfilter har en IP3 mycket över +40 dBm i och nära passbandet.
Telefunken/Deutsche Aerospace fick tillgripa en lösning där man delade upp signalvägen efter blandaren i flera grenar för att få till en system-IP3 på +45 dBm i E1800.
Ser fram mot jämförande mätningar mellan olika metoder på FT-1000.
Det borde inte bli några större skillnader när sidbandsbrusgolvet i transverterutgången redan ligger på -120 dBc/Hz.
SM7EQL
Kortvågs- och UKV-tekniker
Kristalloscillatorn är justerad till 20,250 MHz och det efterföljande notch-filtrets centerfrekvens i passbandet är också justerad till 20,250 MHz. Nivån in till filtret är ca 0 dBm.
Notch-frekvensen kan ställas från ca -4 kHz till >-50 kHz med ett notch-djup runt 60 dB varav ca 20-30 dB bör kunna utnyttjas lite beroende på vilken bandbredd den efterföljande sprektrumanalysatorn ställs in för.
Notch-filtret är alltså enbart avsett att ytterligare dämpa kristalloscillatorns egengenerareade fasbrus på det frekvensavstånd som sedan mätobjektet skall mätas vid.
Kopplat som symmetriskt bandpassfilter med sådana här billiga "Kina uPc kristaller" jag har byggt med, får man ca -20 dBc +/- 10 kHz respektive -30 dB +/- 20 kHz med 0,5 dB genomgångsdämpning i passbandet. Accepterar man ca 5-6 dB genomgångsdämpning kan dämpningen ökas till -30 dBc vid 10 kHz och -40 dBc vid 20 kHz avstånd.
Båda metoderna, bandpass alt notch fungerar. Det är nog bara en smaksak hur man vill göra.
Jag har kikat igenom ett antal av Leifs Nerd-videos där han beskriver sina mätmetoder i detalj. Imponerande och han lämnar inget åt slumpen. Det känns dock som ett stort projekt att bygga ihop utrustning för cross-correlations mätningar. Tror att man får försöka hålla sig nykter och begränsa sig till några enkla moduler men som ändå borde fungera och kunna ge användbara resultat.
I mitt fall här byggs mätutrustningen mest för att det är kul och för att jag är nyfiken på hur min hembyggda 144 MHz transverter presterar. Då blir tågordningen att först bygga "tillräckligt bra" mätutrustning för att sedan verifiera drivsändaren FT1000MP och sen mäta vidare efter transvertern på -20 dBm nivån. Resultaten kan sedan ligga som grund för en ev ny transverter kanske baserad på en 5 MHz SSB-generator med RF-clipping och sen en ren LO-kedja typ VFX etc. Kanske behöver man inte heller veta dBc/Hz med flera decimaler med spårbarhet utan kan nöja sig med relativa värden på några olika frekvensavstånd och jämförande mätningar av de tre HP8640B etc.
SM0AOM
Well-Known Member
En bra kristalloscillator i HF-området har ett sidbandsbrus i häraden -155 dBc/Hz på 10 kHz avstånd. Notchen skulle då förbättra prestanda till -180 dBc/Hz vilket är skyhögt bättre än någon realiserbar signalkedja med syntesoscillatorer.
Det kan vara befogat att anlägga "co-location" aspekter på ett sådant system av både sändare och mottagare.
För ett örlogsfartyg studerades detta utifrån behovet av frekvensplanering och preselector/postselector-filter, och vid en sändareffekt av 100 W samt en inbördes koppling mellan antennerna av runt 60 dB i medeltal så klarade inte Rohde&Schwarz M3SR-stationerna samlokalisering med mindre frekvensavstånd än c:a 1 % utan filter.
Mottagarnas tvåsignalselektivitet är i häraden 125 dBc/Hz och motsvarande sändarbrus -140 dBc/Hz. För att klara närmare avstånd så behövdes servostyrda filter i både sändar- och mottagargrenarna. Med en total undertryckning av 20 dB vid 0,1 % så blev inbördes störningar hanterbara även vid 300 kHz avstånd.
Om frekvensavstånd på 50 kHz eller mindre skulle krävas, blir behovet av antennisolation mycket större. För M3SR anger R&S en tvåsignalselektivitet på 50 kHz av 110 dBc/Hz och ett sidbandsbrus av -120 dBc/Hz, vilket skulle kräva en antennisolation av minst 90 dB.
Motsvarande kravspecifikation kan göras för en amatörradiostation med 1 kW och 15 dB antennvinst, och om vi antar att motpartens mottagare har en grannkanalundertryckning 10 kHz bort i en SSB-bandbredd av 100 dB över bruströskeln eller 135 dBc/Hz måste utbredningsdämpningen + summan av antennvinsterna överstiga 100 dB ifall antennerna pekar mot varandra. Samtidigt måste sidbandsbruset hos sändaren understiga -145 dBc/Hz, gärna -150.
Detta är ett ganska högt värde, och endast få sändare och mottagare i amatörhänder klarar detta.
För att klara ännu mindre frekvensavstånd behövs mycket bättre sändare och mottagare.
Servostyrda filter med c:a 300 kHz bandbredd i både sändar- och mottagarvägarna förbättrade detta till c:a 200 kHz.
Utan filter motsvarar detta en dynamik av ungefär 160 dBc/Hz
Det kan vara befogat att anlägga "co-location" aspekter på ett sådant system av både sändare och mottagare.
För ett örlogsfartyg studerades detta utifrån behovet av frekvensplanering och preselector/postselector-filter, och vid en sändareffekt av 100 W samt en inbördes koppling mellan antennerna av runt 60 dB i medeltal så klarade inte Rohde&Schwarz M3SR-stationerna samlokalisering med mindre frekvensavstånd än c:a 1 % utan filter.
Mottagarnas tvåsignalselektivitet är i häraden 125 dBc/Hz och motsvarande sändarbrus -140 dBc/Hz. För att klara närmare avstånd så behövdes servostyrda filter i både sändar- och mottagargrenarna. Med en total undertryckning av 20 dB vid 0,1 % så blev inbördes störningar hanterbara även vid 300 kHz avstånd.
Om frekvensavstånd på 50 kHz eller mindre skulle krävas, blir behovet av antennisolation mycket större. För M3SR anger R&S en tvåsignalselektivitet på 50 kHz av 110 dBc/Hz och ett sidbandsbrus av -120 dBc/Hz, vilket skulle kräva en antennisolation av minst 90 dB.
Motsvarande kravspecifikation kan göras för en amatörradiostation med 1 kW och 15 dB antennvinst, och om vi antar att motpartens mottagare har en grannkanalundertryckning 10 kHz bort i en SSB-bandbredd av 100 dB över bruströskeln eller 135 dBc/Hz måste utbredningsdämpningen + summan av antennvinsterna överstiga 100 dB ifall antennerna pekar mot varandra. Samtidigt måste sidbandsbruset hos sändaren understiga -145 dBc/Hz, gärna -150.
Detta är ett ganska högt värde, och endast få sändare och mottagare i amatörhänder klarar detta.
För att klara ännu mindre frekvensavstånd behövs mycket bättre sändare och mottagare.
Servostyrda filter med c:a 300 kHz bandbredd i både sändar- och mottagarvägarna förbättrade detta till c:a 200 kHz.
Utan filter motsvarar detta en dynamik av ungefär 160 dBc/Hz
SM7EQL
Kortvågs- och UKV-tekniker
Ögnade igenom Wolfgang Griebel uppsats om hans vedermödor med oscillatorn. Intressant att han kommit fram till att gamla tiders LF-transistorer är bättre lämpade för lågbrusiga oscillatorer än de hypermodernaste med små chips och hög Ft. Där finns mycket läsvärt att kika närmare på.
Kopplade upp kristallen som symmetriskt bandpassfilter mellan två transformatorer. Genom att välja insättningspunkterna på transformatorerna kan man kompromissa mellan genomgångsdämpning och dämpning vid 10 resp 20 kHz. Anslutning i toppen på varv 10 ger ca 0,5 dB genomgångsdämpning men bara ca 10 dB dämpning vid 10 resp 20 kHz.
Med kristallen ansluten på varv 2 blir genomgångsdämpningen ca 6,2 dB (gul kurva) vid oscillatorfrekvensen och vid 3 varv 3,5 dB (grön kurva).
Dämpningen vid 10 resp 20 kHz blir lite drygt 30 dBc. Filtret blir ganska smalt i toppen men bör ligga still om temperaturen inte varierar för mycket. Alt kan en del av 300 pF kondensatorn göras variabel så utnivån kan ställas till max i samband med mätning. Q-värdet i Kina-kristallerna är nog inte särskilt högt. Wolfgang använder specialtillverkade SC-skurna kristaller med Q uppemot 2,5 millioner. Filtret blir smalt och hans lösning med att mäta fasskillnad mellan in- och utgång och sen styra filterfrekvensen så att den alltid ligger exakt rätt är ju smart.
Kopplade upp kristallen som symmetriskt bandpassfilter mellan två transformatorer. Genom att välja insättningspunkterna på transformatorerna kan man kompromissa mellan genomgångsdämpning och dämpning vid 10 resp 20 kHz. Anslutning i toppen på varv 10 ger ca 0,5 dB genomgångsdämpning men bara ca 10 dB dämpning vid 10 resp 20 kHz.
Med kristallen ansluten på varv 2 blir genomgångsdämpningen ca 6,2 dB (gul kurva) vid oscillatorfrekvensen och vid 3 varv 3,5 dB (grön kurva). Dämpningen vid 10 resp 20 kHz blir lite drygt 30 dBc. Filtret blir ganska smalt i toppen men bör ligga still om temperaturen inte varierar för mycket. Alt kan en del av 300 pF kondensatorn göras variabel så utnivån kan ställas till max i samband med mätning. Q-värdet i Kina-kristallerna är nog inte särskilt högt. Wolfgang använder specialtillverkade SC-skurna kristaller med Q uppemot 2,5 millioner. Filtret blir smalt och hans lösning med att mäta fasskillnad mellan in- och utgång och sen styra filterfrekvensen så att den alltid ligger exakt rätt är ju smart.
SM0AOM
Well-Known Member
Ett vanligt värde för Q hos massproducerade kristaller är c:a 100000,
och värdet har ofta stor spridning. För att komma högre blir det fråga om mycket dyrare processer.
Hur man än bär sig åt kommer brusgolvet från realiserbara oscillatorer till sist att plana ut vid någonstans runt -185 dBc/Hz, främst orsakat av det förstärkta termiska bruset från realdelarna i passiva komponenter.
En ytterligare komplikation blir kravet på variabel frekvens.
Konventionella syntesgeneratorer blir fundamentalt begränsade till ett sidbandsbrus i häraden -155 till -160 dBc/Hz genom det uppmultiplicerade brusbidraget från referensoscillatorn.
Möjligen kan en VXO ge ett sidbandsbrus någonstans runt -165 dBc/Hz +/- 10 kHz från mittfrekvensen.
och värdet har ofta stor spridning. För att komma högre blir det fråga om mycket dyrare processer.
Hur man än bär sig åt kommer brusgolvet från realiserbara oscillatorer till sist att plana ut vid någonstans runt -185 dBc/Hz, främst orsakat av det förstärkta termiska bruset från realdelarna i passiva komponenter.
En ytterligare komplikation blir kravet på variabel frekvens.
Konventionella syntesgeneratorer blir fundamentalt begränsade till ett sidbandsbrus i häraden -155 till -160 dBc/Hz genom det uppmultiplicerade brusbidraget från referensoscillatorn.
Möjligen kan en VXO ge ett sidbandsbrus någonstans runt -165 dBc/Hz +/- 10 kHz från mittfrekvensen.