День добрый!

Давно "болею" приемом метеоспутников в L-диапазоне. И вот возникла острая необходимость переделать, а точнее наверное наново сделать конвертер с преобразованием 1691MГц --> 137,5 МГц. Заказал семплы синтезатора с очень низкими фазовыми шумами LTC6946, плюс смеситель
LTC5541, далее ФНЧ с частотой среза 160МГц, и усилитель ПЧ на ADL5531.

На входе планирую МШУ из MGA634P8 + SPF-5122Z
Ставить как раньше NE32484C+MGA86563 как то не особо хочется, ввиду того что часто дохнут NE32584 или им подобные на входе.

Расчеты этой цепочки: MGA634P8 --> SPF-5122Z --> BPF(IL=3db) -->LTC5541 --> LPF -->ADL5531
дали параметры G=57.1 dB, nF=0.49 dB, OIP3=39.8 dBm.

Для конструктивной критики схему и 3D вид печатки прилагаю. Возможно кто подскажет что лучше где применить или поменять или переразвести.
Конвертер делаю для себя и хотелось бы вытянуть из него максимум.

Печатка на FR4, диэлектрик=0.73mm + две стороны 0.035мкм меди.

Спасибо.

Олег
www.sat.cc.ua

Для чего вы начиная со входа, сужаете и расширяете линию несколько раз? Для чего так неправильно?
И затем (также неправильно) плавно изгибаете перед LTC5541?
И где земляной полигон под вашей линией?
Вообщем и других ошибок по топологии много.

Олег, фильтры, правда с разъемами не нашел - те только собранные уже с крышками и кусок платы с SPF с верхнего блока

Так из любопытства, какой эпсилон приняли. Частоты низкие, там практически трудно накосячить и все работает, если нет грубых проколов, да и деталюшки 0402, 0603, вполне адекватны. Похоже на Altium ( potapp тут еще не пробегал? ).
А вообще схема конечно шепчет... все реализуется LNA+ MIXER BFP740 +PLL SiLabs Si 4113. А можно PLL и россыпью, на дискрете.
Но вам простых путей...Математики етить...выдергиваем кирпич и стена рушится.

С1, С8, С11 тоже должны быть 2.2pF (или не более 15pF), то что указано на схеме - слишком много.
И еще один момент. Если не знаете, какая максимальная мощность сигнала ожидается на входе, не мешало бы поставить перед смесителем регулируемый аттенюатор, скажем четырехразрядный на 0 - 15 dB, для предотвращения возможной перегрузки. Его ослабление надо будет установить один раз в процессе первичной настройки джамперами или дип-свичем.
Еще надо быть готовым к возможному самовозбуду усилителей, общее усиление до SAW-фильтра около 30dB. Надо предусмотреть место под пайку на плату экранирующей перегородки между усилителями или экранирующий колпачок на один из усилителей.

Спасибо всем откликнувшимся. Принимал е=4.6 , tgD=0.018 Ширина 50 омной линии получилась 1,314 мм. Может стоит сделать на тоньшем FR4, например 0.5 мм? Разводил в Альтиуме.

Переделал несколько топологию по входу. А вот не понял, почему нельзя плавно изгибать линию перед входом LTC5541? Земля присутствует с другой стороны везде там где 50 омные линии, за исключением пары мест на нижнем слое, где ну никак уж нельзя пройти по другому.
Если не сложно укажите пожалуйста ошибки топологии.

Спасибо!

С ув. Олег

Если это двухслойная плата с земляным полигоном в нижнем слое, нельзя допускать разрывов полигона в местах прокладки сигнальных линий. Обычно такая ситуация бывает из-за необходимости прокладки цепей управления и питания в местах пересечения с сигнальными полосковыми линиями. В таких случаях лучше поставить снизу перемычки изолированным монтажным проводомдля цепей питания и управления.

Зависит от места производства. Существуют сотни типов под FR-4. По ощущениям 4.45, желателен 0.5 мм, конечно и tgD=0.012. Короче виасы, опять же копланар и все такое.

Спасибо всем!
Итак, переделал входную часть.
Конденсаторы С1, С8, С11 установил номиналом 10 pF.
Заложил материал FR4 суммарной толщины 0.5 мм (то есть 0,43 диелектрика + две стороны по 0,035мм). Для FR4 берем е=4.45 tgD=0.012. Для этих данных 50 омный полосок берем шириной 0,785мм.
Ввиду всех рекомендаций перерисовал топологию. Плясать начал от смесителя чтоб нигде ничего не пересекалось.
Теперь 50 омные линии по всей длине имеют под собой земляной полигон. Защитная лаковая маска с входных 50 омных цепей удалена.

Так как питание будет подаваться по кабелю, то добавил еще одну предварительную индуктивность выполненую прям на плате, как у спутниковых LNB.
Хотя для рабочих выходных частот частот 137-150 МГц может она и не нужна.Кто что думает?

Может что еще прозевал или пропустил?

Еще раз благодарю.

С ув. Олег
www.sat.cc.ua

Не уверен. Типично 20mil ( 0.508мм + oz ы металла ). Так чта поживем увидим, страшилки разные, снег башка и все такое.

Да я тоже искал стандарты толщины FR4, которые у нас можно достать: http://www.vdmais.kiev.ua/pp_material.asp
но там приводят очевидно толщину всю. Хотя надо будет перезвонить и уточнить параметры.
Но это уже уточнения, главное сейчас меня интересуют ошибки топологии, размещения и т.д.

Спасибо!

Ну тогда мне голову пеплом придется посыпать. По жизни закладывал толщину 20mil.

В Киеве 20 милз ни в коем случае. На Радаре Изола ЕМНИП 406 с абсолютно неадекватными потерями выше 1ГГц. А вот ноунейм на 0.7мм уже терпимый. Ну и SPF-ки, мне кажется, точнее двух, хватило бы. Ибо НЕК по шумам настраивать нечем. Холодное небо-горячая земля с 3-х метровой антенной попахивает мазохизмом. Далее форма корпуса. Любимый объемный полуволновой резонатор. Как народ соберет G4DDK, а потом по полгода обсуждает куда поглотитель совать. Еще раз, разберите любую убитую спутниковую головку - вот пример отработанной конструкции - узкие лабиринты на запредельных для возможных частот возбуда волноводах. Далее 99% фильтр на ПАВ не найти. Придется городить на резонаторах, само собой не на полосках - слишком близко мобилки. Нам на 1525-1559 они немерянно мешали, С/Ш на инмарсатовских ОКСах с 23дБ на 0.8м антенну падал до 13дБ с 7 до 22 часов, особенно в часы пик. Пока фильтр, как на фото выше, после первого каскада не поставили. Ну и первый кондер брать AVX или ATC http://aly.ru/PRICE_part/svchpass.htm (Филур убрал онлайновый прайс - приходится смотреть у Питерских дублей), желательно почти навесом впритык к разъему как у Прокофьева на его G4DDK http://www.vhfdx.ru/images/stories/rw3bp_s...n_1/fig4_14.jpg . Вообще - прекрасный цикл статей, уже давал ссылку. Начиная с http://www.vhfdx.ru/apparatura/malenkaya-e...96-mgts-chast-1 - далее просто меняем в адресе chast-2, chast-3 и т.д.

ПАВ фильтр TA0872A пообещали достать с golledge.com. Параметры то что нужно. Есть еще фильтр фирмы Lorch на руках (см. рис), но габариты большие.
По конденсаторам. В принципе с e-bay могу купить ATC600S любого номинала. Но возникает вопрос, а какой номинал желательно применить для моей частоты 1,7 Ггц. Смотреть по последовательному резонансу?

По-моему, что Murata, что ATC, все едино. Скачайте с Murata бесплатную неинсталлируемую утилитку SpiCap2.8 и увидите в ней, что чип-конденсаторы размера 0603 (NPO/COG) и номинала 10pF как раз будут иметь последовательный резонанс а значит и минимальный импеданс (3ом) на 1,7GHz.
2.2pF маловато будет, у него последовательный резонанс на 3,6GHz а импеданс на 1,7GHz составляет где-то 30ом. Если взять 15pF, у него резонанс на 1,370GHz, импеданс на 1,7G будет 4ом, что вполне приемлемо.

Гляньте сначала на даташит http://www.atceramics.com/Userfiles/600s.pdf на ESR и на резонансную частоту, ну и по ходу этот http://www.atceramics.com/UserFiles/550l.pdf - проходной кондер.
Много раз сталкивались, что генератор, скажем на 2ГГц, собранный и отмакеченный на ATC, на обычной Мурате вообще не запускается. И наоборот.
То Олег, что касается Голледжа, я как-то забыл, что название нынешней Вашей фирмы (сам в свое время приложил руку - через них дофига заказывали) открывает широкие возможности поставки, это действительно вариант. Хотя в пятницу, когда я спрашивал, что мне брать Сипат или Голледж - менеджер сказал - проще переждать Новый Год у китайцев и заказать Сипат.

Что касается генераторов и всяких резонансных схем - вполне такое может быть, но для межкаскадной развязки это не имеет значения. Последовательный керамический конденсатор на 100nF и имеющий return loss более 20dB до частот 60GHz- это, конечно круто, но здесь такой не нужен.

Когда боретесь за десятые дБ Кш в спутниках имеет и еще какое. Речь о 10 пикофарадных входных в данном случае. Потеря 20-30 градусов шумовой температуры антенной системы в расчете ее добротности может быть потом мучительно больно за полдецибелла на копеечном кондере, вылетающее в полуторную потерю размера антенны из-за потерь в линк бюджете.

Просмотрел даташит на конденсаторы АТС 600S серии http://www.atceramics.com/Userfiles/600s.pdf
Честно говоря немного в ступоре. Согласно графику резонансов для последовательного и частоты 1.7 ГГЦ нужна емкость около 60 пик.
А согласно графику зависимости ESR от частоты то получается что все равно что выбрать( от 4.7 pF до 100 pF в районе 1.7 ГГц одинаков ESR).
Так сколько ж все таки выбрать?

Спасибо!

Правильно было бы выбрать то, что соответствует минимуму шума. Если Вы собираетесь использовать полевик - смотрите статьи Прокофьева. Но 10пик абсолютно адекватны. До последовательного резонанса конденсатор - это больше конденсатор, меньше индуктивность. После, ну, чуть чуть уже больше индуктивность, меньше конденсатор.

22 пика даже большинство китайских нонеймов будут нормально (более- менее) себя вести на частоте до 2 ГГц. с частоты 10 ГГц у них-же уже чудеса бывают.

Начнем сначала. В формулу расчета канала связи входит добротность G/T приемной антенны. G - усиление, которое зависит от размера антенны, пусть при постоянной частоте приема, и Т- температура антенной системы, состоящая из суммы температуры наружи (не путать с окружающей средой), если антенна достаточно качественная без сильных боковиков, и смотрит хотя бы градусов на 20 над горизонтом, можно ее температуру принять, равной температуре неба - порядка 20 градусов - от балды, но близко к истине, и шумовой температуры LNB. Пусть Кш был 0.5дБ с нормальным кондером - 35К шумовая температура. Т.е. в сумме 55 градусов. Теперь влепим кондер с 3 Омами. Что на 50 Ом даст 10лог((53/50)^2)=0.5дБ, станет 1дБ Кш или шумовая температура 75К, что даст 95К температуры антенной системы. Т.е. замена даст ухудшение добротности в 95/55= 1.73 раза, что потребует для обеспечения прежнего соотношения сигнал/шум увеличения диаметра антенны в корень(1.73)=1.31 раза. Т.е. работали с 2м антенной, теперь простая замена кондера на обычную Мурату (про Китай вообще молчу) потребует уже антенны 2.6м - кто занимается антеннами - скажет - это серьезно. Где я не прав? С обычными наземными каналами связи это мало коррелирует - там засветку дает Земля со своими 300К и каких-нибудь 30 градусов прибавки температуры рояля не играет.
Офф. Вспомнился подполковник с военной кафедры. СамПо, май, жара, поснимали кители. Залетает подполковник: Че, жарко?
Вы на Кушке не служили - на улице +40, да в КУНГе +50 - в сумме 90 - белок сворачивается!

Я так понимаю речь идет о импедансе |Z| =3 Ом - ?

Сейчас зашел на страничку параметров конденсаторов ATC: http://atceramics.com/multilayer_capacitors.html
Итого, для частоты 1,7ГГц, конденсаторов марки 600S имеем:
C = 10 pF, ESR=0.097 Ohm, |Z|=7.8 Ohm
а вот для C = 68pF, имеем те же самые ESR=0.097 Ohm, но |Z|=0 Ohm
Выходит что все таки более предпочтительно применить входную емкость на 68 pF?

Или все же может быть засунуть входную часть схемы в MWO и проверить ?

Упс. Наверное, да, но не совсем. Еще раз - ставить надо то, что обеспечит минимальный шум. И после конденсатора не обязательно будет 50 Ом оптимально для минимума Кш. Особенно с полевиком.
Если SPF - то да. 68пФ получается лучше. Хотя народ на forum.vhfdx.ru уже тоже обратили внимание на эту микросхему и попытались подогнать ее по шумам. Пока на 144 и 433. http://forum.vhfdx.ru/mshu/lna-spf5122z/ , точнее ... Точнее не получилось - приходится заходить со ссылки vhfdx

сугубо имхо, конечно. Но ТС, я подозреваю, не будет делать десяток итераций на FR4, а |Zc| с учетом оказавшейся неоптимальной ( к примеру ) индуктивности 8.2nH можно варьировать (или вобще выкинуть C1 раз она такая растакая - смотря по антенне), то концентрировать особое внимание на величине Zc в плане шумов я б не стал.

Как все это меня коробит. У Мураты есть довольно достоверные S par , их я и придерживаюсь. И как результате сходимость довольно впечатляет. Так как оптимизация в топе, там входные и выходные емкости могут достигать совершенно разных значений, как 3.14 в военное время.

Хотел уточнить по поводу разделения питания и RF. Я в качестве предварительной индуктивности сделал печатную индуктивность на плате (см. рис). Нужна она или нет на выходные частоты 137-150 МГц. Или просто поставить сразу дросель ?

Платы думаю заказать тут: http://www.uschema.com/forum/viewtopic.php?f=39&t=3271
Вчера списался с человеком. Должен сегодня цену озвучить.

Спасибо!

Что-то здесь не так. Почему у LNB Кш=0,5dB соответствует T=35K на входе? Если Kш=0dB это уже 300K...

Может не так выразился, но Кш LNB 0.5дБ=35.385351747569396321401294478593К его шумовой температуры - так мне посчитал Виндоус калькулятор по известной формуле Noise temperature (T) = 290 * (10^(NF/10)-1) (degrees Kelvin)
Или если влом считать - таблица http://www.satsig.net/noise.htm
3дБ всю жизнь было 290К
Вообще-то я 15 лет спутниками занимаюсь - таблица в голове.

Да, привык иметь дело с большими коэффициентами шума, поэтому единицу в формуле T=(N-1)*To обычно не учитываю. Понятно.

Удалил
Офф. Вам земляк с очень ЗЛОБной фамилией не знаком? (если знаете, поймете)
То Олег. Это что, ввод питания? Типа Байес Ти? И там 137МГц? Я бы поставил дроссель.

Да, питание по кабелю. Вход питания и выход IF (137МГц-145МГц) совмещены. На спутниковых LNB практикуют такие "печатные дросселя" но там 950-2150 МГц, а тут лишь 137-150 МГц. Вот я и спросил о нужности этой индуктивности тут.

Ну да и змейка лямбда на 4 получится сантиметров 35 длиной. Удобно - можно имя и фамилию написАть. Должно хватить длины. С площадью проблема будет.

Да 27 вадратов в хрущевке ( за счастье) а я мужал на 17 в коммуналке 5 чел и все включено. Обеденный стол гардероб и еще чего то паять умудрялся. Из той же серии как гэбешники решили в 60х вопрос со стихийным рынком р.д. Во дворик ( один выход)
подали задом автобус, пригласили присесть, у каждого записные книжки и все такое, раскрутили всех. Кто куда разбегался. Жалко, компов небыло, ОПСОСОВ тоже опять же, кантора одна.

Вобщем остановился на даной топологии. По питанию разделительный дроссель.
Буду заказывать изготовление PCB.

А поясните, пожалуйста, что это за метеоспутники , с которыми вы работаете,, с них можно открыто сигналы принимать? они не зашифрованы?

Что они передают?

Передают снимки поверхности Земли в разных спектральных диапазонах. Как правило, 2 канала в видимом излучении и 3 в инфракрасном. Но бывает и до 10 каналов, например китайские FY1D, FY3A, FY3B. Пространственное разрешение в подспутниковой точке составляет 1 км/пиксель. На сегодняшний день в L-диапазоне, частоты (1691-1710 МГц), работают такие спутники: полярные NOAA-15, NOAA-16, NOAA-18, NOAA-19, Metop-A, Meteor M N1, FY-1D, FY-3A, FY-3B, и геостационарные Метеосат-9, Метеосат-7, Электро-Л.
Спутники имеют разные типы модуляций: PSK, BPSK, QPSK. Потоки данных идут в международном стандарте HRPT или в кадровом формате согласно CCSDS с синхрословом 1A CF FC 1D. На данный момент времени все данные идут открыто, то есть шифрование не применяется и имея соответствующий приемник с нужным демодулятором их можно принимать. На данный момент принимаю на самодельную аппаратуру. С недавнего времени для приема начал применять приемник USRP1. Теперь с ним стали доступны и спутники в QPSK модуляции Metop-A, FY-3A, FY-3B. Примеры работы демодуляторов см. в приложении.
Но как показали первые приемы QPSK нужен конвертер с малыми фазовыми шумами, чего не скажешь о моем старом. Часть информации можно посмотреть тут
www.sat.cc.ua правда на английском.Вкратце вродь все, извиняюсь за оффтоп, но может быть кому то будет интересно и это направление радиолюбительского хобби

Пример изображения присоединяю. Это утренняя запись пролета спутника НОАА-16 в HRPT формате, цветосинтезированное изображение, созданное из трех каналов, плюс наложены контура государств.

В инфракрасном это гуд, один рассказывал как Диего Гарсиа так наблюдал. Помню впервые обратил внимание на спутник в 90х. Стою на балконе а мимо пролетает так грустно на северовосток низкоорбитальный явно не метео, еще так удивился, хотя может и ошибся.
Какую антенну используете? Там вроде спиральные нужны из за поляризации
Еще по одной статейке о 3МГВт модуляторе на IGBT (или тирстор?) зделал вывод что там водятся и радары мегавата 1.5-2.

Все самопальное: стрессед-парабола+ конвертер + X-Y поворотка: http://www.sat.cc.ua/page1.html также в разделе Галерея есть фотки.
Поляризация правая круговая, спираль на входе конвертера.

так плата же на FR4 , какой AVX ?

А я ему предлагал с разъема сразу на ножку первого каскада навесу. С мягким припоем типа ПОИН. У меня во многих брендовых (Норсат, Шведиш майкровейв) даунах так делается. Иногда через кондер, иногда прямо с зонда хитро изгибнутым проводком. Смотря что подходит по минимуму Кш. Народ с Луны (те у которых связь через отраженку) тоже так делают. Вот Норсат С-бэнд.

А ну респект. Красиво выглядит.

да конечно , так и надо. при настройке только ногу не оторвать.
сейчас кстати BFU710 вполне адекватные на 1.7ГГц , с ними можно с согласованием не заморачиваться.

Планировал по входу ставить MGA-634P8 вот токо не представляю как к нему подпаяться он в корпусе QFN, к тому же смещение подводится туда на вход. Может оставить маленький пятачек, далее навесом проволочкой через разделительный ATC конденсатор к разьему N типа?

Что то там не того. Шумы конечно впечатляют, но Gain ( 15dB ) и P1 это скорее на драйвер ( для PLL? ) смахивает. А зачем драйверу такие малые шумы?Что бы в результате фазовые были не велики.
Infineon 740 и NXP 710 это примерно ноздря в ноздрю. Там реально на 2.5Гигах можно получить 18-20 dB gain и шумы обещают
от 0.5dB ( фокус в том, что оный никогда не реализуем в реальном каскаде, в отличии от МС и прочих мимиксов, где и цифры то намного скромнее ).

А давайте не будем спешить. Глянем что получится.
Копланарная конструкция полоска позволяет многое. Можно чипу перевернуть вверх ногами и широкой фольгой земли распаять. Причем чипу поставить можно в любом месте вдоль полоска. Вон какие каракатицы http://www.vhfdx.ru/images/stories/rw3bp_s...on_1/fig4_5.jpg людям приходится приходится городить для минимума шума и отсутствия возбудов. А здесь может и так пойдет. 1.9м - это уже далеко не маленькая антенна.

Да, не следует спшить.

на bfp720f я получал по прибору 0.8 дБ шум/ 25 gain для Sirius / XM-Radio на FR4#08mm, samsung MLCC, murata LQG chip inductors и noname SMA. Все 1:1 с даташитом.
NE3210/3514 в таких же условиях давали шум ~0.6 дБ.
У NXP тогда был BFU725f , который красиво рекламировали , но реально он не работал даже на их EVB.
BFU710/730 вроде бы следующий шаг , должны быть получше.
про 0.4 - 0.5 дБ шум они все пишут, вычитая 0.2 на SMA соединение.

Итак, заказал в Китае изготовление печатных плат. Отослал гербер и деньги PayPal 7 января,а вчера т.е. 20 -го мне доставили прям на работу, курьеры DHL.
В одном гербере разместил два варианта платы, один как по схеме, с использованием MGA-634P8 на входе, второй вариант - NE32584 на входе. Платы 10 штук обошлись в 50$ + пересылка DHL 30$. Фактически сделали за две недели, качество плат - отличное (сканн прикладываю).

Ну что ж, дальше дождусь недостающих элементов, и буду собирать ....

А какой матерал плат?
И можно ссылку на китайцев?