MLAB wiki

Máte načtenou starší verzi dokumentu! Pokud ji uložíte, vytvoříte tím novou aktuální verzi.

====== Nízkošumový zesilovač LNA01A ======

Jde o modul nízkošumového předzesilovače ([[http://en.wikipedia.org/wiki/Low-noise_amplifier|LNA]]). Původní konstrukce počítá s použitím v pásmu okolo 143MHz, ale je pravděpodobné, že jej lze použít i na jiných pásmech, neboť použitý tranzistor [[http://www.avagotech.com/pages/en/rf_microwave/transistors/fet/atf-53189/|ATF-53189]] má dobré parametry až do cca 6GHz.

===== Konstrukce =====

Zapojení zesilovače je realizováno na plošném spoji materiálu FR4. Plošný spoj je možné osadit přímými SMA konektory, nebo konektory na hranu desky. U zesilovače se předpokládá jeho umístění do plechové pocínované stínící krabičky.

Zapojení modulu je následující  [[http://www.mlab.cz/WebSVN/filedetails.php?repname=MLAB&path=%2FModules%2FCommRF%2FLNA01A%2FSCH%2FLNA.pdf|schéma LNA01A]].

===== Ladění =====

Zesilovač naladěný na pásmo 143MHz vypadá takto:

{{:cs:lna01a_assembled.jpg?direct&200|Složený předzesilovač LNA01A bez krabičky}}

{{:cs:lna01a_measuring_setup.jpg?direct&200|Měřící uspořádání předzesilovače}}

Přenosová charakteristika nízkošumového předzesilovače LNA01A. Menší horizontální čárky v horní části stínítka jsou po 10MHz vetší jsou 100 a 200MHz. Zisk je cca 27 dB.

{{:cs:lna01a_transmission_curve.jpg?direct&200|Přenosová frekvenční charakteristika LNA01A}}

Cívka pro naladění na 143 MHz vychází 7 závitů z měděného drátu průměru 0,5 mm motáno na průměr tyčky 4mm (vrták). Cívka je roztažená tak jak je vidět na fotografii. Kondenzátory C1 a C2 jsou 8,2 pF. Zpětná vazba u LNA není potřeba, pouze zvyšuje šumové číslo a snižuje zisk asi o 1dB. Trim je nahrazen odporem  45 Ω a celkový proud celým LNA by měl být kolem 153mA, potom je proud Source tranzistoru asi 135mA.

==== Ověření parametrů ====

Kmitočtovou charakteristiku zesilovače lze přeměřit přístrojem sestaveným z modulů MLAB. Je k tomu potřeba [[cs:sdr-widget|SDR-widget]] s přijímačem [[cs:sdrx|SDRX]] a [[cs:noise_generator|šumový generátor]].

Protože zmíněný generátor šumu má pro účely měření v podstatě plochou frekvenční charakteristiku, tak můžeme bez kalibrace jeho výstup připojit přímo na LNA.

Součástí PySDR je detekční skript, který umožňuje přijímač přelaďovat přes zvolené frekvenční pásmo a zaznamenávat amplitudu signálu. Tento skript může být spuštěn několika způsoby, které se liší jednak podle toho, jestli chceme spustit měření v PySDR, nebo samostatně.

=== Měření v PySDR ===

Pokud sdr-widget je v režimu zvukovky, měření spuštíme takto: 
  arecord -f FLOAT_LE -c 2 -r 48000 -t raw | pysdr-waterfall -r 48000 -d 'detectors/noise_level.py I2C_KONFIGURÁK VÝSTUPNÍ_SOUBOR ZAČÁTEK_HZ KONEC_HZ KROK_HZ'

kde I2C_KONFIGÁK je cesta k pymlab konfiguráku, ve kterém je nějaké si570, co se jmenuje clkgen, přes které se bude ladit. 
Pro režim ghpsdr použijeme sdr-widget server z [[https://github.com/MLAB-project/signal-piping-tools|MLAB-signal-piping-tools]].

/cesta/k/signal-piping-tools/sdr-widget -r 96000 | pysdr-waterfall -r 96000 -d 'detectors/noise_level.py I2C_KONFIGURÁK VÝSTUPNÍ_SOUBOR ZAČÁTEK_HZ KONEC_HZ KROK_HZ'

=== Samostatné spuštění bez PySDR ===

/home/odroid/repos/signal-piping-tools/sdr-widget -r 96000 | python ./noise_level.py /home/odroid/bolidozor/station/bus_config.py  measure_LNA4.csv 120000000 180000000 100000

====== Naměřené parametry ======

{{:cs:rf:lna01a.png?400|Přenosová charakteristika předzesilovače LNA01A}}

===== Zesílení a šumové číslo =====

Následující tabulka shrnuje měření šumového čísla a zesílení pro frekvence blízké provoznímu kmitočtu detekční stanice [[cs:rmds|RMDS]].

^f [MHz]^A [dB]^F [dB]^
|120|18.5|1.20|
|130|22.1|0.71|
|135|23.8|0.63|
|143|24.5|0.61|
|150|23.7|0.69|
|160|21.5|0.84|
|170|20.0|0.95|

===== Stabilita =====

Stabilita zesilovače byla testována na 3 GHz spektrálním analyzátoru, při buzení vstupu zesilovače přes variabilní impedanci generátoru ( [[cs:noise_generator|šumového zdroje]]). Nebyly nalezeny náznaky nestability.

====== Použití ======

Tento předzesilovač je primárně konstruovaný pro použití v kombinaci s SDR přijímačem [[cs:sdrx|SDRX01B]]. Jeho vlastnosti jsou optimálizovány pro použití v radioastronomii, nebo kosmickém výzkumu.

===== Zakrytování =====

Při použití zesilovače je potřeba jej umístit do dvou krabiček. Vnější je plastová elektrointalační krabice, která zesilovač chrání proti povětrnostním vlivům. Uvnitř této krabičky je ještě kovová pocínavaná krabička [[http://www.gme.cz/plechove-krabicky-stinici-cinovane/u-ah101-p622-024/|U-AH101]]

V dokumentační složce v SVN repozitáři jsou umístěny PDF soubory s výrobním štítkem a také soubor s vyznačením rozteče děr pro SMA konektory v krabičce. Díry pro konektory se do plechu vytváří lochovacími kleštěmi tak, že děrovací mustr se vloží do víčka krabičky zevnitř a na vyznačených křížcích se udělají díry.  Samolepící venkovní štítek se na krabičku nelepí, dokud nebude do krabičky přiletován plošný spoj zesilovače. 
Do štítku však vytvoříme kruhové díry lochovacími kleštěmi podle křížků na štítku.

Po zaletování SMA konektorů plošného spoje do cínované krabičky lze na krabičku nalepit vytištěný štítek s předpřipravenými dírami.

Díry do vnější plastové krabičky vytvoříme nejdříve předvrtáním 5mm vrtákem. A pak zvětšením díry stupňovým kuželovým vrtákem až na požadovaný rozměr, aby do otvoru bylo možné zasunout průchodku PG9. Průchodky po zasunutí zajistíme plastovou matkou našroubovanou zevnitř krabičky.  Do spodního dna  krabičky je pak potřeba vyvrtat dírku o průměru přibližně 3mm. Tento otvor slouží pro odvětrávání a k vyrovnávání tlaku. Je důležitý proto, aby se uvnitř krabice nehromadila vlhkost.

===== Napájení =====

Zesilovač má integrovaný lineární stabilizátor na +5V, zesilovač proto lze napájet napětím v rozsahu 7-12V. Běžná spotřeba zesilovače je 160mA a zesilovač se při napájení poměrně intenzivně zahřívá.  Zahřívání je důsledkem poměrně velkého protékajícího proudu. Je však výhodné pro zabránění kondenzace v krabičce zesilovače.

====== Související stránky ======

* [[cs:gb]]

====== Reference ======
  * [[http://www.ha8et.hu/PDF/EXTRA-2%20144%20MHz%20Contest%20Preamplifier.pdf|Extra-2]] - původní konstrukce od HA8ET

Vyplňte, prosím, všechna písmena v poli, abyste dokázali, že nejste robot. P F A A A Ponechte prosím toto pole prázdné:

Komentář k úpravám

Poznámka: Tím, že editujete tuto stránku, souhlasíte, aby váš obsah byl licencován pod následující licencí: CC Attribution-Noncommercial-Share Alike 4.0 International