Hallo,
ich habe einen einfachen UHF Vorverstärker (434MHz) aufgebaut und die
Verstärkung über der Stromaufnahme gemessen. Die Betriebsspannung ist
2,6V , zwei NiMH-Zellen.
Die Prio liegt auf geringer Stromaufnahme und guter Entkopplung, weniger
auf Rauschanpassung oder Großsignalfestigkeit. Habe deswegen eine
Cascodeanorgnung gewählt. Die Transistoren sind mit einer
Transitfrequenz im zweistelligen GHz-Bereich etwas überdimmensioniert,
sind aber günstig bei Reichelt beschaffbar. Unter 0,5mA geht die
Verstärkung stark zurück.
Dabei habe ich die Durchlaßdämpfung des Eingangsfilters von 2-3 dB
bereits herausgerechnet. Eingangspegel -64 dBm, übersteuern kann also
nichts.
Die Messwerte:
R1 1M 500k 330k 220k
R2 220k 220k 120k 120k
I 0,15mA 0,31mA 0,51mA 0,76mA
G 15db 21db 25db 28db
Frage:
kennt jemand einen altenativen Ansatz, wo man mit Betriebsströmen
deutlich unter 1mA bessere Verstärkungen erzielen kann?
Oder gibt es vielleicht geeignetere Transistoren für den Zweck? Die
BFP405 sind schon low current Typen.
MfG
>Durchlaßdämpfung des Eingangsfilters von 2-3 dB
Hat das SAW-Filter wirklich eine so geringe Einfügedämpfung? Helixfilter
sind preisgünstig für diese Frequenz.
Das SAW-Filter ist ein Epcos B3530 mit einer Einfügedämpfung von typ.
2,3 dB.
Das konnte ich auch mit dem Spekki nachvollziehen: das Ende von L2 ans
Koax, dabei L2 zur Anpassung auseinandergezogen.
Die alten SAW im TO39 sind übrigens gnadenlos billig, unter 50 ct zu
haben. Die neueren SMD-Typen wie B3550 sind etwas besser, aber teurer.
Ein MMIC oder so wäre ok, aber die ich fand wollten viel mehr Strom.
Mit 1 mA Kollektorstrom kommt dein Verstärker bereits bei einer
Ausgangsleistung von -22 dBm (bzw. -32 dBm @ 0.31mA) in die Sättigung,
bist Du sicher, dass dies für Deine Anwendung kein Problem ist?
Eine Begrenzung ist egal, verwende Pulsmodulation. Mal schauen was bei
Übersteuerung noch so passiert, bin noch nicht weit genug für Tests.
@Peter: wie hast du den Sättigungspegel errechnet? P=I²*R oder so? Kann
ich nicht ganz nachvollziehen.
Übrigens ist die Impedanz der nächsten Stufe deutlich größer als 50 Ohm.
>@Peter: wie hast du den Sättigungspegel errechnet?
Aufgrund des SMA-Connectors im Schema habe ich 50 Ohm angenommen,
wesentlich hochohmigere Schnittstellen sind in diesem Frequenzbereich
ohnehin problematisch.
Wenn man den Kollektorstrom als maximale Peek-Peek Amplitude für das
Ausgangssignal betrachtet, erhält man als Effektivwert von:
=> Ieff = 1 mA / (2 * SQRT(2)) = 354 uA
und somit die Leistung an 50 Ohm:
=> Ieff^2 * 50 Ohm = 6.25 uW => -22 dBm
Dies ist natürlich keine exakte Berechnung, aber erfahrungsgemäss kann
man so den zu erwartenden -1dB Compression-Point gut abschätzen.
>Mal schauen was bei Übersteuerung noch so passiert
Der Verstärker arbeitet nicht mehr im linearen Bereich, bzw. er wird zu
einem Mischer der alle Frequenzen die anliegen miteinander multipliziert
=> Intermodulationen => siehe auch IP3
http://de.wikipedia.org/wiki/Intercept_Point
Peter S. schrieb:> => Ieff^2 * 50 Ohm = 6.25 uW => -22 dBm>> Dies ist natürlich keine exakte Berechnung, aber erfahrungsgemäss kann> man so den zu erwartenden -1dB Compression-Point gut abschätzen.>
Ok, habe ich soweit verstanden. Aber wie schon gesagt, in erster Linie
soll das Teil monatelang im Batteriebetrieb laufen. Mal sehen, wie sich
die Intermodulation auf das demodulierte Signal auswirkt.
"Low current" MMICs verbrauchen viel, viel mehr, liefern aber
breitbandig.
Danke erstmal für die Kommentare, wahrscheinlich sind 20dB Verstärkung
bei 0,3mA auch für einen Schmalbandverstärker gar nicht so schlecht.
Holler schrieb:> soll das Teil monatelang im Batteriebetrieb laufen
Bei der geringen Spannung und 434MHz scheint mir 500µA Stromverbrauch
gut. 2.Frage wäre: wie hoch die Selbstentadung Deiner Batterien ist!
Billige Akkus sind schon nach 3 Wochen leeer durch Selbstentladung.
3.Wozu brauchst Du diesen Verstärker? Eine gute Antenne ist der beste
Verstärker.
4. Warum soll das monatelang aus Batterien laufen? Kannst du den
Verstärker nicht per Phantomspeisung vom Empfänger aus (der ja eh viel
mehr Strom braucht) mit Strom versorgen?
Sollte eine Phantomspeisung technisch nicht machbar sein, ist die
Stützung des Akkus durch ein Solarmodul ggf. einfacher realisierbar als
eine Leistungsoptimierung des Vorverstärkers?
Grüße
oszi40 schrieb:> 2.Frage wäre: wie hoch die Selbstentadung Deiner Batterien ist!> Billige Akkus sind schon nach 3 Wochen leeer durch Selbstentladung.
Sowas muss man sich heutzutage aber nicht mehr antun.
Selbstentladung im Bereich weniger µA (für Zellen im Format R6) sollten
mittlerweile Standard sein. 500 µA Betriebsstrom ist da schon ein
ganzes Stück mehr.
Hast Du die Schaltung in einem Simulator mal auf Stabilität untersucht?
Ich habe ähnliche Kaskoden mit BFP405 gebaut, allerdings bei Ic 3-5 mA.
Bei zwei einzelnen Transistoren kann man im Layout einiges rausholen,
aber ich befürchte, dass Deine Schaltung schwingt.
oszi40 schrieb:> 3.Wozu brauchst Du diesen Verstärker? Eine gute Antenne ist der beste> Verstärker.
Wie ich schon schrieb, wegen der Entkopplung. Daran schliesst sich ein
einfacher Empfänger/demodulator an. Gesteuert wird das über einen mit
128Khz getakteten AVR, der auch die Messaufnehmer auswertet.
Das ganze soll incl eines selten aufgetasteten Senders im Mittel max 1mA
aufnehmen. Ein Fertigmodul bringt das nicht.
Übrigens, mit Sanyo Eneloope Akkus habe ich keinerlei
Entladungsprobleme. Können heute auch andere Hersteller.
http://www.eneloop.info/de/home/leistungsdetails/selbstentladung.html
Mapua schrieb:
> Hast Du die Schaltung in einem Simulator mal auf Stabilität untersucht?
Nein leider nicht. Ist handoptimiert. Die Schaltung schwingt ohne den 15
Ohm Widerstand im Kollektorkreis. Ich hatte zunächst 4,7 Ohm vorgesehen,
aber das genügt nicht.
Oben im Schaltbild ist eine kleine Ungenauigkeit: der C6 / 6p8 ist für
die Anpassung an den hochohmigeren Kollektorkreis der nächsten Stufe.
Zum SMA/Koaxkabel zum Messen mit 50 Ohm muss ein 2p2 verwendet werden.
Ist kein eigenständiger Verstärker sondern nur ein Schaltungsausschnitt.
Habe mir gerade LTspice und ein Tutorial der Elektonikschule geladen.
Mal sehen ob ich damit klarkomme.
MfG
cascode.png
(4,5 KB)
