＜＜1200MHz PRE-AMP＞＞Update 2013／08／13
1200MHzの直下形のPRE-AMPを、作成することにしました。
今までのPRE-AMPは、色々問題がありましたので今回はStep by Stepで
進めることにします。
１．検討事項
(1)防水を考えること。
(2)屋根の上は、夏高温になるので通風を考える。
(3)送信電波での破壊から保護する。(今回は10W対応)
(4)EMEが受信できるS/Nを、目標にする。
２．プリアンプの改善
<プリアンプ#7の製作その3> 2013／08／13
NE3210S01x2のプリは、ゲインがあるのですがNFはけして良いとは言え
ませんので、#6のブリの2SC5064を外してシングルに改造してみました。
当初、ゲインが無くボツになる所でしたが、入力の同軸とタップの回路に
VC(10pF)入れてマッチングを取ることによりゲインが取れるようになりま
した。
<プリアンプ作成の教訓>
・UHFでは、マッチング(SWR)をとる事は重要で大きなロスになります。
・ノイズが出力回路から入力に回り込むとSNが悪化する。
(発振には至らない場合で発生します。)
改造後のプリを設置して評価ですが、猛暑で未定です。
<プリアンプ#7の製作その2> 2013／06／22
入力と中間の同調回路をシールドする事により、安定に動作する様になり
ました。ゲインが20dB位とかなりありますが、NFについてはNE3210単体と
変わりがない様で、ノイズもその分増加している様に思われます。
どうも2段アンプを、1枚の基板で作るのは難易度が増すだけでいい方法
とは思えなくなりました。
<回路図>
このプリアンプで、サンノイズを測定してみたところ今ままでのアンプは1dB
位だったのが2dB位によくなっています。また、耳でのノイズ変化も判る様に
なりましたので、それなりの効果はあるようです。
EMEにこれで、トライする事にします。
<プリアンプ#7の製作> 2013／06／15
ポストアンプの2SC5064のNFは1dBの様ですがノイズが多い様なので、
ポストアンプもNE3210S01にして、製作してみましたが大変なジャジャ馬で
不安定な物となってしまいました。色々触ってみると小さい基盤内でアース
の電位差が出ているようで、UHFの難しさが出てきます。
再挑戦です。
<プリアンプ#6の製作> 2013／05／3
直下型プリアンプにしてから、ノイズが少ないせいかゲイン不足が気になり
はじめました。そこでゲインアップを目標として改良型を作成する事にしま
した。変更したところは、中間に同調回路を追加した事とソース抵抗を51Ω
にしたことです。
ポストアンプの処理がうまくありません。これでもゲイン不足であれば、自信
が無いのですが、NE3210S01の二段アンプの挑戦になりそうです。
<回路図>
<チップ部品とシールドの取り付け後基板>
シールドは、ノイズの回り込み防止用です。
<完成基板とテスト>
この方式にしてから、発振はしません。
<ケースに実装>
アッテネータ分のゲインが上がった感じですが、アンテナに取り付けてみ
ないと判りませんが、発振で苦労していたのがウソの様に安定しています。
結果は、後ほど
<プリアンプの再調整> 2013／04／13
プリアンプのゲート同調回路を、銅板でシールドする事によりノイズ発生は
収まりました。このプリアンプにした事により、サンノイズが明確になりアンテ
ナの方向支持が約4度ずれている事が判りました。1200MHzのアンテナは、
切れがよいため4度の誤差は致命的です。手探りの状態から少しづつ光が
差してきた感じです。そろそろ成果がほしいです。
<プリアンプの再調整> 2013／04／06
ゲインに不満が残ったため、嵐が来る前にと早起きして再調整となりました。
アンプへの無駄なケーブル長を、1/4λx短縮率xnにして再調整して設置しま
したが、ノイズがS9なってしまったためケースの蓋をはずして対策しました。
<蓋無しで設置です。>
これで、ゲインも20dB位でSWR:1.22 プリオンでもFM:S2 SSB:振れ無しと、
少し理想系に近づきました。蓋を付けると、プリの出力ノイズがゲートの同調
回路に回り込んでいる様で、発振にはいたっていません。(同調回路を逆にし
たのが効いているかも?)蓋が出来ていない事を除けば、上出来でしょう。
蓋の件は、現状のプリをいじくると壊しそうなので新しく作り、ゲートの同調
回路をシールド使用と考えています。
暫くは受信に専念です。
<プリアンプの再設置> 2013／04／05
天気が良かったので、改善した回路プリアンプを置き換えました。スルー
は、SWRが1.3まで改善できアンテナ本体のSWRが1.18程度ですので、まあ
まあの結果です。当初比較用にコスモのものに置き換える予定でしたが、
FHX35LGを半田ごての当て過ぎで壊してしまい現状のものにしましたが、
再調整が不備でゲインが７dB位になっています。天気の良い時に再調整
です。今日は、MoonSetになってしまい、ON0EMEのトライは出来ませんで
したので、明日の楽しみです。
<スルー回路の調整その３> 2013／04／1
N型コネクタの芯線部分の銅箔部分を少し取り除いて見ました。
SWRは、1.4弱と少し改善しました。ダミーが1.2ですので期待は出来る
のですが、もう少しの改善が欲しいです。
<再再挑戦した回路>
<スルー回路の調整その２> 2013／03／31
乗りかかった船とばかり、SMAを使用したものを製作してみました。
結果は、SWR1.5で前回のものより良くありません。ここまでくると、Nコネクタ
の取り付け方法に問題が在りそうです。(430MHzでは無反射なのに・・・)
<再挑戦した回路>
現在ののプリアンプは、SWRが1.5位に収まっていますので暫くこのままで
いきます。
<スルー回路の調整> 2013／03／30
新しく作成した、スルー回路がSWR 1.4以下になりません。単体では1.2と
1.05になり、いざ同軸ケーブルで連結するとSWRが悪化します。同軸は直接
半田付けとしているのですが、アースの箇所・シールドの剥く長さなどにより
変化して、SWRが下がりません。SMAコネクターで作成したものは、1.2以下
に収まっていますので、場所が在ればコネクター使用が良さそうです。
これ以上いじくり回すと基板を壊しそうですので、休憩です。
<プリアンプの調整> 2013／03／25
設置してから再調整を行っていないのに気がつき、屋根に何度か上がり
プリ再調整をして再設置を行いました。ゲインも戻りサンノイズの受信テス
トを時間をかけて行ったところ、以前よりハッキリとサンノイズが確認出来
る様になりました。(と言っても9100のSが1ドット増える位ですが)
直下型にして感じる事は、ノイズレベルが下がり静かな感じになった事です。
FMで復調が出来ない信号でもプリアンプをオンにすると話の内容が取れる
位に向上しますので効果ありと期待しています。
スルー時のSWRは、現在1.4と気になるところで、リレー回路の改善テスト
を行っています。G6Yの使い方を変えてみた所、SWRが改善されましたので
近々に新しいものと交換するつもりです。
<現在の回路>
<改善した回路>
リレーの取り付けを180度回転してとりつけたところ、SWRがかなり改善できました。
これは、SMAを使用しているものがかなり成績が良かったので、ためしに作ってみた
物です。
<比較に使用したもの>
CX-600とほぼ同じ性能になりました。ダミーは、1200MHzでSWRが1.2位です。
<プリアンプの設置> 2013／03／23
設置した時点では、SWRが1.8とガマンできる値と考えていましたが、強風
で1200MHzのアンテナがずれたのかSWRが2.1となり、プリアンプのスルー
回路を作り直しました。リレーは、G6Yを使用していますがダミーでのテスト
で、SWRが1.45以下になりません。とりあえず設置して、SWR1.7で受信して
見る事にしました。直下型の効果はノイズの谷が深くなった事で、同軸のロ
ス分(12D-SFA(12m)+8D-FB(1.5m)+RG-8U(2m))が改善されていると、考
えています。(-2〜−3dB位?)
本格運用するため、スルー回路の改善を進めます。
<設置したプリアンプ>
３．プリアンプ部の試作 2013／03／11
手持ちの関係で、NE3210S01で試作を行ってみました。同調回路を交互に
配置したのは成功でNE3210S01部分ではノイズも少なく安定に動作しました。
次にポストアンプとして2SC5064を追加したのですがコレクタに入れたコイル
で回り込みが出て不安定になりましたので、フェライトビーズに変更して、マッ
チング対策として3dBのアッテネータ(手持ちの抵抗の関係で値が違っていま
す。)を入れました。
<試作の回路図>
<罫書きの完了した基板>
1.5mm厚のエポキシ両面基板使用で、同調回路が最短になるように、ジャパー穴を開けます。
失敗している箇所もありますので参考に・・・(ジャンパして対策しています。hi hi)
<完成した基板>
部品の基本は、チップ部品です。電流は、NE3210S01が7mA,2SC5064が8mAになっています。
<試作の結果>
私の家から数箇所ノイズ源が在りますので、ビームを回してみるとノイズの谷
が、コスモのより深い感じでノイズが少ないです。ゲインはコスモの方が在りま
すが十分と思っています。(保護用のダイオードでロスが出ています。)
NE3210S01は、もっと電流を流せばゲインが取れそうですがチップ部品の交換
は大変で壊しそうなので、次回のトライにします。(課題は続きます。)
追伸:テスト用に使用していた同軸ケーブルの芯線がショートしていた様で、ゲイ
ンもかなり在りS/Nもそうとう良い事が判りました。使いまわしの同軸ケーブルは
熱に強いテフロンケーブルでUHF以上でもインピーダンスが乱れないケーブルに
交換します。U以上ではテストツールも気が抜けません。
JA1WQF笠井氏に今ニと言われてしまいましたが、これなら今一程度になった
と思います。
４．予備実験(ポストアンプ) 2013／03／9
1200MHzのプリアンプは、発振気味で不安定でしたので対策として同調回路の
向きを逆にしたテストを行ってみました。430MHzのプリアンプを作成した時、配置
の関係から同調回路を逆にしたところ、安定に動作していましたので試して見様
となりました。FETは弱いので、保護用にTRのアンプを入れるためのテストです。
MMICでも良いのですがNFの良いMMICが入手できないのでTRで代用します。
<テストの回路図>
<テストの基板>
1.5mm厚のエポキシ両面基板使用で、同調回路が最短になるように、所々ジャパーが必要です。
鈴商で購入したトリマーも同時にテストして問題なく使用できました。
対抗類は、高周波的に問題ない箇所ですので通常の抵抗器を使用しています。VCの位置を交互に設置して
います。(チップ部品は、消耗品で使いまわしは出来ません。)
<テストの結果>
電流は、14mAとNFの良い所ではありませんが33KΩで調整可能です。ベースの
線の長さかも知れませんが、狙い通り発振せずに安定に動作しましたので、FET
での基板を作成する事にします。
ゲインは8〜10dB位で、前段のFETでSNを稼げばポストアンプとしては問題なさそ
です。ストリップラインも慣れてきて、一発で目的の周波数に合うようになりました。