Вашему вниманию предоставляется очередной совместный проект US4ICI и UR7IJM. Речь пойдет о малошумящем усилителе на диапазон 144 или 430 MHz. Особенность данного усилителя состоит в том, что он собран на одной микросхеме, усиления которой достаточно для нормальной работы системы антенна-МШУ-кабель снижения-трансивер. Данная MMIC фирмы RFMD SPF5122Z, описание которой можно посмотреть здесь. Усилитель запитан от 5 V, соответственно, S-параметры микросхемы для 5-ти вольтового режима взяты отсюда.
Итак, рассмотрим усилитель поподробнее. В качестве примера возьмем МШУ диапазона 144 MHz. Принципиальная схема устройства приведена на рис.1. Как видно, сигнал, пройдя входную СТЦ С1L1C2 попадает на вход микросхемы, усиливается и приходит на фильтрC4L4C5L5C6L6. Фильтр полосовой, имеет потери в полосе не хуже 2 dB и давит любительский диапазон 432 MHz более, чем на 50 dB. Далее отфильтрованный сигнал подается на выход усилителя и поступает в кабель снижения. Диоды VD1, VD2 предназначены для защиты от переполюсовки, а также для защиты от попадания постоянного тока в кабель снижения, в случае питания усилителя от внешнего источника, либо наоборот.
Печатная плата имеет размеры 60×32 мм, изготовлена на двустороннем FR-4 толщиной 1 мм, диэлектрической проницаемостью 4.5, с металлизацией отверстий и маской и представлена на рис.2.
Устройство для диапазона 144 MHz имеет следующие характеристики:
— коэффициент усиления не хуже 23 dB;
— коэффициент шума не хуже 0,45 dB;
— VSWR входа не более 1,6;
— OIP3 31,5 dBm;
В диапазоне 430 MHz МШУ имеет следующие параметры:
— коэффициент усиления не хуже 20 dB;
— коэффициент шума не хуже 0,55 dB;
— VSWR входа не более 1,8;
— OIP3 33 dBm.
При работе в обоих диапазонах, мощность, поступающая на вход усилителя (мощность передатчика) не должна превышать 27 dBm (для сравнения в транзисторных МШУ входная мощность не превышает 0 dBm). Питать усилитель можно любым нестабилизированным источником от 8 до 15 V при токе 100 mA. В корпусном исполнении питание можно подавать по кабелю снижения от трансивера либо отдельно через проходной фильтр.
На рисунке 3 изображен график коэффициента шума и усиления, снятый измерителем коэффициента шума Agilent для 144 MHz:
После проведения многочисленных экспериментов со входной цепью с целью оптимизации последней, был получен следующий результат (рис.4) для усилителя, работающего в диапазоне частот 144 MHz и с напряжением питания MMIC 3V (входная цепь также была подвержена изменениям и имеет минимальные потери на основной частоте)
