SM6VFZ
Well-Known Member
Hej på er,
(Detta kanske ligger lite fel under "Antenner och master", men ser ingen uppenbart bättre kategori.)
Jag funderade på om det var värt att bygga en preamp/LNA för 144 MHz. Tittade lite i lådorna och hittade några ATF-52189, "single-voltage high linearity, low noise E-pHEMT FET packaged in a low cost surface mount SOT89 package. The device is ideal as a medium-power, high-linearity amplifier. Its operating frequency range is from 50 MHz to 6 GHz.", som jag nån gång köpte med preamps i tankarna. Den är från Avago, som numera upppköpta av Broadcom och därmed är denna obsolet men kanske finns liknande att köpa.
Hur som helst, jag monterade denna på ett kort som inte var riktigt avsett för ändamålet men passade ganska bra. Biaseringen blev ca 4V 100mA. Utan något som helst försök till matchning fick jag 28 dB gain på 144. Genom att matcha med två induktanser på ingången kunde jag få gainen att peaka på 32 dB. Gick sedan över till att mäta brusfaktor. Med min ingångsmatch fick jag som bäst ca 0.7 dB brus, men det kändes som att kablarnas positionering på bänken påverkade en del och genom lite mer labbande fick jag uppfattningen att de relativt stora induktanserna jag hade (vilket behövs för bra Q-värde) plockade upp brus från omgivningen. (Hade ingen skärmlåda runt bygget.)
Genom att helt plocka bort ingångsmatchningen mätte jag istället 0.3 dB. (Med reservation för mätosäkerhet.)
Så slutsatsen här är att det knappast är lönt att försöka matcha denna transistor på 144 om man verkligen inte ska jaga de sista tiondelarna.
HA8ET bygger sin VLNA-144 med en liknande transistor (dock för lägre ström, vilket ger sämre storsignalegenskaper) och med ansträngning för bra match på ingången får han som bäst 0.21 dB brus.
Men precis som HA8ET måste jag dämpa förstärkningen och bygga ett bandpassfilter för att preampen ska bli användbar och inte överstyra mottagaren med starka signaler från rundradio.
Sedan kommer vi till den avgörande frågan: Vilken brusfaktor behöver man?
Brusfaktor är definierad som överskottsbrus relaterat till en temperatur av 290K, dvs normal temperatur på marken, ca 17C. ( en.wikipedia.org/wiki/Noise_figure )
Mina 0.3 dB motsvarar ett tillskott av brus på (10^(0.03)-1)*290K = 20K.
Om man har en antenn för markbunden kommunikation på ett band som 1296 MHz, där det är relativt fritt från störningar och "extrabrus", kommer bakgrundsbruset som den plockar upp vara termiskt vid ca 290 K. Exempelvis 3dB extra brus i systemet betyder då att man tappar 3dB i känslighet jämfört med om mottagaren var helt brusfri i sig, och ser då en brustemperatur motsvarande 2*290K = 580K. Med 0.3 dB landar man istället på 310K.
Men på 144 MHz är bakgrundbruset mycket starkare/varmare, kanske flera tusen K beroende på den miljö man bor i.
Om bakgrundsbruset där man bor är, säg 2000K, och man har en normalt känslig mottagare, ger det knappast någon märkbar skillnad att installera en preamp (vid antennen) oavsett om den har 0 dB brus.
Men om bruset i luften skulle motsvara 500K och man har en halvbra kabel och en halvbra mottagare, för ett systembrus på 5dB, motsvarande ett tillskott på 630K, skulle man gå från att se 1130K till 520 K med en 0.3dB-preamp vid antennen. Dvs något mer än 3 dB vunnet i känslighet.
Så, om man som jag bor lantligt och har en "lågbrusig" yagi som inte plockar upp för mycket brus i fel riktning, vad tror ni man kan förvänta sig för bakgrundsbrus på 144 MHz?
Se här schema m.m. för min (ännu inte färdiga) preamp.
(IP3 ska jag mäta sen när jag byggt ett bandpassfilter och kan lägga de två grundtonerna utanför passbandet så att det inte blir min spektrumanalysators distorsion som jag mäter på.)
(Detta kanske ligger lite fel under "Antenner och master", men ser ingen uppenbart bättre kategori.)
Jag funderade på om det var värt att bygga en preamp/LNA för 144 MHz. Tittade lite i lådorna och hittade några ATF-52189, "single-voltage high linearity, low noise E-pHEMT FET packaged in a low cost surface mount SOT89 package. The device is ideal as a medium-power, high-linearity amplifier. Its operating frequency range is from 50 MHz to 6 GHz.", som jag nån gång köpte med preamps i tankarna. Den är från Avago, som numera upppköpta av Broadcom och därmed är denna obsolet men kanske finns liknande att köpa.
Hur som helst, jag monterade denna på ett kort som inte var riktigt avsett för ändamålet men passade ganska bra. Biaseringen blev ca 4V 100mA. Utan något som helst försök till matchning fick jag 28 dB gain på 144. Genom att matcha med två induktanser på ingången kunde jag få gainen att peaka på 32 dB. Gick sedan över till att mäta brusfaktor. Med min ingångsmatch fick jag som bäst ca 0.7 dB brus, men det kändes som att kablarnas positionering på bänken påverkade en del och genom lite mer labbande fick jag uppfattningen att de relativt stora induktanserna jag hade (vilket behövs för bra Q-värde) plockade upp brus från omgivningen. (Hade ingen skärmlåda runt bygget.)
Genom att helt plocka bort ingångsmatchningen mätte jag istället 0.3 dB. (Med reservation för mätosäkerhet.)
Så slutsatsen här är att det knappast är lönt att försöka matcha denna transistor på 144 om man verkligen inte ska jaga de sista tiondelarna.
HA8ET bygger sin VLNA-144 med en liknande transistor (dock för lägre ström, vilket ger sämre storsignalegenskaper) och med ansträngning för bra match på ingången får han som bäst 0.21 dB brus.
Men precis som HA8ET måste jag dämpa förstärkningen och bygga ett bandpassfilter för att preampen ska bli användbar och inte överstyra mottagaren med starka signaler från rundradio.
Sedan kommer vi till den avgörande frågan: Vilken brusfaktor behöver man?
Brusfaktor är definierad som överskottsbrus relaterat till en temperatur av 290K, dvs normal temperatur på marken, ca 17C. ( en.wikipedia.org/wiki/Noise_figure )
Mina 0.3 dB motsvarar ett tillskott av brus på (10^(0.03)-1)*290K = 20K.
Om man har en antenn för markbunden kommunikation på ett band som 1296 MHz, där det är relativt fritt från störningar och "extrabrus", kommer bakgrundsbruset som den plockar upp vara termiskt vid ca 290 K. Exempelvis 3dB extra brus i systemet betyder då att man tappar 3dB i känslighet jämfört med om mottagaren var helt brusfri i sig, och ser då en brustemperatur motsvarande 2*290K = 580K. Med 0.3 dB landar man istället på 310K.
Men på 144 MHz är bakgrundbruset mycket starkare/varmare, kanske flera tusen K beroende på den miljö man bor i.
Om bakgrundsbruset där man bor är, säg 2000K, och man har en normalt känslig mottagare, ger det knappast någon märkbar skillnad att installera en preamp (vid antennen) oavsett om den har 0 dB brus.
Men om bruset i luften skulle motsvara 500K och man har en halvbra kabel och en halvbra mottagare, för ett systembrus på 5dB, motsvarande ett tillskott på 630K, skulle man gå från att se 1130K till 520 K med en 0.3dB-preamp vid antennen. Dvs något mer än 3 dB vunnet i känslighet.
Så, om man som jag bor lantligt och har en "lågbrusig" yagi som inte plockar upp för mycket brus i fel riktning, vad tror ni man kan förvänta sig för bakgrundsbrus på 144 MHz?
Se här schema m.m. för min (ännu inte färdiga) preamp.
(IP3 ska jag mäta sen när jag byggt ett bandpassfilter och kan lägga de två grundtonerna utanför passbandet så att det inte blir min spektrumanalysators distorsion som jag mäter på.)
