Chi utilizza i Ricevitori SAT Analogici per la ricezione della banda ATV
dei 1,2GHz sa bene che senza l' adozione di un Preamplificatore a bassa
Cifra di Rumore i risultati sono spesso deludenti e tali da scoraggiare
i meno esperti. Un analogo discorso vale anche per chi utilizza i
Moduletti RF che da poco piu` di un anno hanno invaso i nostri mercatini
radioamatoriali. Il problema fondamentale e` che gli stadi di front-end
impiegati in tali circuiti hanno una cifra di rumore che raramente scende
al di sotto degli 8dB! Nei RX Sat e` il Convertitore a sopperire a tale
necessita` primaria offrendo un rumore tipico ormai molto inferiore ad 1dB.
Il progetto seguente realizza un Preamplificatore a bassissima cifra di
rumore adottando un HEMT (High Electron Mobility Transistor) nel primo
stadio di amplificazione che gia` da solo offre a 1.2GHz un G=19dB con
NF<=0.4dB. Inoltre nel progetto sono stati adottati due importantissimi
filtri che garantiscono un abbattimento di ben 50dB(!) sui forti segnali
presenti nello spettro dei 900MHz ed appartenenti alla telefonia cellulare.
I risultati di funzionamento cosi` ottenuti da questo preamplificatore
sono a dir poco superbi !
SCHEMA ELETTRICO
FUNZIONAMENTO
Come si vede sull'ingresso RF e` posto un primo filtro Passa Alto (HPF) a
cui segue un filtro passa basso (LPF) che taglia le frequenze > 1,7GHz.
La bobina L, oltre ad adattare l' impedenza di ingresso del primo stadio
amplificatore, permette la taratura per la minima Noise Figure .
Il transistor HEMT adottato e` un MGF4918E (facilmente reperibile sul
mercato del surplus) che a 1250MHz offre un guadagno >19dB con NF<0.4dB.
Segue un filtro Passa Banda (PBF) interdigitale a 4 poli che determina una
ulteriore netta preselezione sulla banda di frequenza dei 1,25GHz.
L'ottimizzazione di questo filtro e` stata possibile adottando il software
di simulazione SonnetŠ nella Release 8.51.
Si riporta di seguito il grafico Magnitude/Frequency del BPF:
L' MMIC INA10386 contribuisce ad un ulteriore guadagno di 20dB sul segnale
RF, ma e` possibile ometterlo (come nel mio prototipo) considerando che il
guadagno del HEMT MGF4918 e` da solo sufficiente nei normali utilizzi.
Per ultimo e` da notare che la tensione di BIAS per il gate dell' HEMT e`
prodotta dal solito ic 7660 e regolata tramite il trimmer P1.
CIRCUITO STAMPATO E DISPOSIZIONE COMPONENTI 
Il circuito stampato e` realizzato
su di un supporto in Teflon
di spessore 0,76mm e con una
Er=2,33 (RT5870 o DI-CLAD 870).
E' disponibile in Download il
layout in formato PDF:
IK8UIF - PRE12R10.PDF
NB: per una corretta scalatura del
disegno č necessario DISATTIVARE
tutte le opzioni di regolazione
automatica presenti nel menu di
stampa di Acrobat Reader alla voce "Copie e Regolazioni".
Ecco la disposizione dei componenti:
I pads di colore VERDE andranno interconnessi al lato di massa utilizzando
degli spilli da 0.8mm di diametro, stagnati e la cui testa dovra` sporgere
quanto meno possibile dal lato componenti (vedi altri miei progetti).
I due pads contrassegnati con X saranno collegati tra loro dal lato massa.
Sullo stesso lato andranno montati tutti i componenti disegnati con il
colore CELESTE, ovvero il 78L10, 78L05, Perlina di Ferrite, 1N4001, 7660
ed il trimmer da 1K. Le induttanze contrassegnate con la P sono realizzate
avvolgendo 2 spire di rame da 0.3mm di diametro su una Perlina in Ferrite
da 3mm.
La bobina L e` realizzata in filo di Rame Argentato di diametro 0.6mm e di
una lunghezza di 30mm. Tale induttanza va montata appiattita al PCB e
successivamente tale distanza andra` tarata per la miglior NF. Il trimmer
P1 che regola il BIAS di gate dovra` essere tarato per una lettura di
3,8-4 volt nel punto TP1 utilizzando un voltmetro ad alta impedenza
di ingresso.
Nel caso si omettesse l' INA10386 occorrera` ponticellare i pads con un
filo di rame argentato da 0.8mm di diametro.
TARATURA
La taratura del Preamplificatore consiste nell' ottenere la NF piu`
bassa possibile. Per fare cio` e` necessario disporre di un' adeguata
strumentazione di laboratorio (PANFI) che consenta la misura della
bassissima Cifra di Rumore.
E` possibile tuttavia ottenere comunque un
NF <= 0.4 montando la bobina L il piu`
possibile vicino al PCB e regolando il
trimmer P1 fino ad ottenere circa 4 volts
sul punto TP1.
Consiglio di montare l' INA10386 solo dopo
aver testato il preamplificatore con il
solo MGF4918. Probabilmente manterrete
come me questa soluzione finale !
Ecco infine le misure di Band Width e Gain effettuate sul prototipo:
Test Setup
- Sweep Generator HP8620A + 86222A (0.01÷2.4GHz)
- Spectrum Analyzer HP141T + 8555A + 8552B
- 80dB (5x16) SMA Attenuator
Buona realizzazione!
73s de Ik8UIF Alberto
de Ik8UIF 