Antenneforstærker med BF981 til 2m.

Hej

Jeg er kommet i besiddelse af en antenneforstærker til 2m med en BF981 som vist på billedet.
Jeg har ingen dokumentation til den og søger derfor information om denne.
Herunder diagram etc.
Hvem kan hjælpe ?

På forhånd tak.

Mvh
Bent
OZ5ZD

Svar til #1:

Et godt antenneforstærker design med BF981 til 2m (din ser ud til at have 3 LC-kredse i udgangen):

MOSFET stabilitet og støjtilpasning:

OZ2OE Technical Home Page - 144 MHz low noise amplifier:
http://oz2oe.dk/radio/bf981/981.html
backup:
https://web.archive.org/web/20190812002543/http: //oz2oe.dk/radio/bf981/981.html
Fra side 625:
https://bibliotek.edr.dk/wp-content/uploads/OZ/1 988/OZ.1988.11.pdf

Svar til #1:

Et tolagsprint der ikke er gennempletteret. Mon ikke det er hjemmelavet?
Det er der faktisk ret meget der indikerer, når man ser nærmere efter.

Mvh
Hans-Jørgen

Svar til #2:

Hej Glenn

Tak for din tilbagemelding og linkene.

Ved du hvorfor den er udstyret med 3 LC kredse og ikke kun 2 ?
Er der en procedure for at få dem justeret korrekt ?

Jeg skal jo have fundet ud af om kredsløbet virker.

Mvh
Bent

Svar til #3:

Hej Hans-Jørgen

Tak til dig også for din tilbagemelding.

Du har ret.
Printet er ikke gennempletteret og er hjemmelavet.


Mvh
Bent

Svar til #4:

Hej Bent

Flere kredse giver mulighed for såvel større dæmpning (stejlere flanker) uden for gennemgangsområdet (pasbåndet), men også mulighed for bredere gennemgangsområde. Prisen for flere kredse er større tab i det ønskede frekvensområde.
Designeren vælger selv sit kompromis, men det er og bliver et kompromis imellem de tre faktorer.

Mvh
Hans-Jørgen

Ps. Med hensyn til dit spørgsmål om hvorvidt der er en procedure, for at få dem justeret korrekt, er der nok ikke rigtigt nogen vej uden om et sweepudstyr som f.eks en spectrumanalysator med trackinggenerator eller en netværksanalysator. At justere den - bare nogenlunde - på "gehør" er nok en opgave der kræver, at man har en del erfaring i filterdesign, og det bliver aldrig bedre end "nogenlunde"!

Svar til #4:

Hej Bent

Hvis du sender mig et billede af undersiden og fra oversiden fra tre til fire forskellige vinkler med relæer, kan jeg med stor sikkerhed tegne diagrammet. (send fx din email-adresse til mig via BG-besked - via min brugerprofil - så sender jeg min) Billederne skal være i fulde størrelser så jeg kan zoome.

På undersiden af printet kan du muligvis se, hvem der har lavet antenneforstærkeren.

Formentlig er der anvendt tre LC-kredse for at gøre filterflankerne skarpere på udgangen.

Gate-1 indgangen på en dual-gate MOSFET (fx BF981) er lineær - selv ved meget store signaler. Udgangen er derimod mindre lineær ved store signaler, hvis forstærkningen er stor - fx figur 3 - hvis Vds kommer under 4V bliver overføringsfunktionen ulineær (ikke-retlinjet). Det kan ses i databladet kurver. (fx https://mikroshop.ch/pdf/BF981.pdf , https://web.archive.org/web/20170313132809/https ://mikroshop.ch/pdf/BF981.pdf side 208 figur 3 - indgang er lineær op til 200 mVss. Og figur 4; her ser ses at kurven er omtrent lige (lineær) op til 400mVss med 10mA som midte). Derfor behøver indgangen ikke at være så selektiv.

En 145MHz LC-kreds på udgangen har kun høj impedans omkring 2-meter frekvenser og lav impedans ved andre.

Citat fra OZ 1988/11 side 630: "...
Årsagen må være, at uliniariteten i trinnet kommer i udgangskarakteristikken i modsætning til alm. transistorer, der nærmest er uliniære overalt.
Denne observation har jeg ikke tidligere set omtalt andre steder.
..."

-

Skulle man lave AGC på en dual-gate MOSFET, burde man derfor gøre det ved at sænke impedansen på udgangen - fx med en PIN-diode (fx BA479) - eller måske en bånd-switch diode anvendt som PIN-diode (fx BA243)?

Laver man AGC via gate-2 eller gate-1 sænkes Ids og trinnet bliver mere ulineært.

-

Meget interessant Philips tv-forsats/modtager historie - og noget om MOSFET anvendelse:

Pieter Hooijmans and Maximus-R&D:
https://www.maximus-randd.com/tv-tuner-history-p t1.html
https://www.maximus-randd.com/tv-tuner-history-p t2.html
https://www.maximus-randd.com/tv-tuner-history-p t3.html

https://www.maximus-randd.com/tv-tuner-history-p t3.html#last300
Citat: "...
The last 300-tuners, introducing the MOSFET, 1980
..."
https://www.maximus-randd.com/tv-tuner-history-p t4.html
https://www.maximus-randd.com/tv-tuner-history-p t5.html
https://www.maximus-randd.com/tv-tuner-history-p t5.html#mosfet
Citat: "...
New MOSFETs, 1985-2000
...
This was introduced with the BF998, which also introduced the all-band MOSFET.
...
Field trials were always done at locations with notoriously bad reception conditions, in this case Rio de Janeiro in Brazil. Rio, being one of the largest cities in the world, used a TV tower in the centre of the city, transmitting many closely-spaced channels at fairly high powers. Especially in VHF-I channels 2, 4 and 6 were all used, potentially giving N-2 interference.
..."
https://www.maximus-randd.com/tv-tuner-history-p t5.html#tunertheory13
"...
Tuner Theory 13, Wideband AGC
Wideband AGC is probably the biggest tuner innovation since the introduction of varicaps. It solves a major signal handling problem in case of very strong adjacent (N+/-1, N+/-2) channels.
...
The two diagrams above now illustrate the major difference between a classical narrow band IF-AGC and Wideband AGC. In case of IF-AGC the detector, which is at the output of the very steep SAW filter, only sees the wanted channel, and the AGC will thus still provide maximum gain to make the wanted signal output 110dBuV [ca.=316mV]. The IF-AGC essentially doesn't see the N-2 interferer, which will also be amplified with 40dB and provide a (theoretical) IF output level of 135dBuV [ca.=5,6V], far above the 1% X-mod limit. In practice the mixer and amplifiers will show clipping and generate excessive levels of non-linear distortion, which will result in a heavily distorted TV picture (if the set will synchronize at all).
..."

Hovedside:
About Pieter Hooijmans and Maximus-R&D:
https://www.maximus-randd.com/
backup:
https://web.archive.org/web/20210307045117/https ://www.maximus-randd.com/

-

Elektronrør (fx EF183) ser ud til at være omtrent ligeså lineære som dual-gate MOSFETs ved velvalgte arbejdsbetingelser. Se kurve på pdf-side 8. Vg1 ændringer er ikke specielt lineære. Dog er EF183 nogenlunde storsignal lineær omkring Vg1=-2..-1V (Iak=10..20mA(max)) og Vg2=80V:
http://www.r-type.org/pdfs/ef183.pdf
EF183 side:
http://www.r-type.org/exhib/aai0110.htm

Svar til #6:

Supplering af:

" Ps. Med hensyn til dit spørgsmål om hvorvidt der er en procedure, for at få dem justeret korrekt, er der nok ikke rigtigt nogen vej uden om et sweepudstyr som f.eks en spectrumanalysator med trackinggenerator eller en netværksanalysator. At justere den - bare nogenlunde - på "gehør" er nok en opgave der kræver, at man har en del erfaring i filterdesign, og det bliver aldrig bedre end "nogenlunde"! "

Hej Hans-Jørgen

Kender du følgende metode?:

Dishal Bandpass Filter Tuning (Using LASERtrim® Chip Caps):
https://www.johansontechnology.com/dishal-bandpa ss-filter-tuning-using-lasertrim-chip-ca ps
https://web.archive.org/web/20160323103206/https ://www.johansontechnology.com/dishal-ban dpass-filter-tuning-using-lasertrim-chip -caps
https://web.archive.org/web/20120417225327/http: //www.johansontechnology.com/en/technica l-notes/rf-capacitors-a-inductors/dishal -bandpass-filter-tuning-using-lasertrimr -chip-caps.html
Citat: "...
Dishal’s method of filter tuning is accomplished by selectively shorting to ground some of the resonators while the other resonators are being tuned. One by one the shorts across each resonator are removed and each resonator is tuned for the proper voltage response which is monitored at the first and last filter resonators. Rather than explaining the procedure further in general terms an example will be used to illustrate the procedure.
..."

https://www.johansontechnology.com/downloads/tec hnotes/JTI_Filter_9-01.pdf
https://web.archive.org/web/20200510153133/https ://www.johansontechnology.com/downloads/ technotes/JTI_Filter_9-01.pdf

Svar til #6:

Hans-Jørgen,

OK.
Så blev jeg så meget klogere.
Jeg vil prøve at få nogle stik monteret, så jeg kan se om den forstærker mere end den dæmper.
Jeg har dog en HP8656B samt en S.A. men desværre uden tracking gen.
Det kan måske også bruges til fejlsøgning hvis den ikke virker som den skal.
Vi får se hvad der kommer ud af det.

/ Bent

Svar til #7:

Glenn,

Tak for din meget udførlige tilbagemelding med mange links og omfattende information.
Det skal jeg lige have tid til at fordøje.

Nu vil jeg lige prøve af få den monteret og afprøvet først.

Tak for tilbudet om at få tegnet et diagram.
Det kan jeg også sagtens selv gøre hvis det bliver nødvendig.
Der er ingen oplysninger på bagsiden.

Det går nok lige lidt tid ingen jeg vender tilbage med en response.

Men foreløbig tusind tak for hjælpen.

/ Bent

Svar til #1:
Kunne det være noget ombygget MUTEK

Billede af mutek HF print til FT-225

Svar til #9:

Hej Bent

Du kan, med det udstyr du har, lave et simpelt sweep setup. Du sætter din SAer i "max hold" mode, og så stepper du dig i gennem det interessante frekvensområde med 8656'eren. Start med f.eks. 100kHz steps, så får du ret hurtigt en idé om såvel gain som filterkarakteristik. Step size vælger du med knappen INCR SET på din 8656'er.

Du skal være opmærksom på, at du ikke overstyrer forstærkeren, da du ellers kan få nogle "ret sjove" resultater. Mon ikke -40 dBm fra generatoren vil være et passende udgangspunkt.

Det er nærmest håbløst at trimme filteret med dette setup, men du kan sagtens måle på filteret på denne måde.

Mvh
Hans-Jørgen

Svar til #12:

Hej Hans-Jørgen

Tak for tippet.
Min S.A. er en Anritsu MS2601A, så jeg skal lige have fundet ud af om den har en "max. hold" mode eller noget tilsvarende.
Med hensyn til 8656 er det OK.

Det er i hvertfald en interressant lille opgave som jeg vil have gennemført.

Så lærer jeg også lidt om filter målinger.

Mvh
Bent

Svar til #11:

Hej Ivan

Tak for dit bidrag også.
Men det tror jeg nu ikke jeg vil begynde med.

Mvh
Bent

Svar til #8:

Hej Glenn

Din metode er nok ikke så realistisk her ;-)
Dels kræver metoden at alle kondensatorer i filtret er lasertrimbare, og at spolerne er faste (ikke justerbare).
Dels kræves der i høj grad en netværksanalysator i et interaktivt setup med en lasertrimmer, og at der skrives en algoritme til formålet.

Start med at designe et filter med lasertrimbare kondensatorer og invester derefter et par millioner eller tre i hardware og et par måneder til indkøring.
Du skal nok regne med, at der ryger et par hundrede filtre i brokkassen i dette forløb.

Alternativt kunne man jo vælge at "investere" en tusse i en nanoVNA, og så bare test og trim :-)

Mvh
Hans-Jørgen

Hej Bent

Først en kommentar til Ivans indlæg #11. Det han mener er, at din antenneforstærker kan være inspireret af eller kopieret fra Muteks diagram.

-

Hej Hans-Jørgen

Kommentar til #8 og #15

Ja, dét firma anvender lasertrimbare kondensatorer.

.

Jo, du kan også anvendes Dishals trimmemetode i Bents tilfælde.

Den oprindelige kilde er fra elektronrørstiden - dvs før man havde lasertrimning til rådighed. Det er stort set ligemeget om det er kondensatorene - eller spolerne - som er variable i resonatorene:

M. Dishal, “Alignment and adjustment of synchronously tuned multiple-resonant-circuit filters,’’ Proc. IRE, vol. 39, pp. 1448–1455, Nov. 1951.

Så du behøver ikke lasertrimbare kondensatorer for at tune filteret. :-)

Brugt søgning:
https://www.google.com/search?q=Dishal+Bandpass+ Filter+Tuning

The Bodger’s Guide to …………..
The alignment of multi-resonator filters without a sweep generator:
https://wiki.microwavers.org.uk/images/f/fd/Dish al.doc
backup:
https://web.archive.org/web/20210108212105/https ://wiki.microwavers.org.uk/images/f/fd/D ishal.doc
Citat: "...
Over half a century ago, Milton Dishal published a paper [1] on a technique for aligning multi-resonator filters. It tunes all sections close to the required frequency with one pass through the filter and does not require a swept source. This tuning method was one of the first things I was taught when I arrived in the now long –defunct Pye Telecom R&D lab as a 21 year old, and it’s brilliance and simplicity has stuck with me ever since.
...
Dishal alignment in practice
Terminate the filter in the design impedance (50ohms usually). Detune all the resonators (or short out all but the first) and drive the input of the filter with a generator or low power transmitter. Connect a high impedance RF voltmeter or oscilloscope via a very small capacitor connected directly to the input resonator, or use a short wire probe in the cavity.
Tune the first resonator for a voltage maximum at the centre frequency of the filter, then the second resonator for a voltage minimum. Succeeding resonators are tuned for alternating voltage maxima and minima.
[]
[Alternativ metode hvis VNA haves:]
[]
Using a Vector Network Analyser or Vector Voltmeter.
If you are fortunate enough to own either a vector network analyser, or a vector voltmeter and a suitable return loss bridge, you can make a much more accurate tune up of a filter with a CW source by looking at the phase of the input reflected signal (S11).
..."

-

Lidt historie - og lidt om Milton Dishals opdagelser:

The concept of coupling:
https://www.rfcurrent.com/coupling_concept
backup:
https://web.archive.org/web/20200225011445/https ://www.rfcurrent.com/coupling_concept
Citat: "...
So, we really don’t need any particular L’s or C’s or R’s when analysing the circuit of a certain bandpass filter in terms of its transmission and reflection properties (S-parameters).
[]
All we need are the resonator resonances, their Q’s and the couplings between the resonators and the input and output coupling.
[]
This was first discovered by Milton Dishal in 1949. He analysed fundamental bandpass filter circuits in terms of their forward transconductance ( Y21) and found that only Q’s and the couplings were needed for fully describing the filter transfer function.
[]
This discovery led to the so-called ‘k and Q’ approach for the design for lumped element filters and was perhaps re-introduced by Atia & Williams in their classic paper on microwave filter design in the 1970s using the coupling matrix. Chapter-10 (by Fano and Lawson) of the classic MIT Radiation Laboratory series book “Microwave Transmission Circuits” by G.L. Ragan also refers to the coupling concept. The only book – to my knowledge – that correctly refers to Milton Dishal as the ‘father of the coupling concept’ is Anatol Zverev’s classic ‘Handbook of Filter Synthesis’. Filter circuit analysis can be either in terms of a loop impedance matrix or in terms of a nodal admittance matrix following the standard concepts of passive circuit analysis.
...
It should be noted that the above is strictly limited to analysing the filter in terms of its port parameters.
...
A direct consequence of Milton Dishal’s 1949 discovery is the possibility of scaling the internal filter impedances to any desired impedance levels. Such scaling does not affect the port S-parameters and is therefore legitimate.
..."

Nogle af Milton Dishals udgivne artikler:

https://www.rfcurrent.com/wp-content/uploads/201 0/12/Milton-Dishal-Publications-on-Filte rs.pdf
backup:
https://web.archive.org/web/20190828131439/https ://www.rfcurrent.com/wp-content/uploads/ 2010/12/Milton-Dishal-Publications-on-Fi lters.pdf