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Endstufenbaustein für 10 GHz mit Treiber- und PA-Stufe (Musteraufbau DCODA).
In der cq-DL 11/86, 12/86 und 1/87 wurden einfache Module für die 10-GHzSchmalbandtechnik beschrieben. Mit dem dort vorgestellten Transverter läßt sich eine Senderausgangsleistung von ca. 10 mW erzielen.
Mehrfach wurde von den Nachbauern der Wunsch nach einem Endstufenbaustein geäußert. Die Auswertungen des letzten IARURegion-1-UHF-SHF-Kontestes im Oktober 1987 ergaben hierzu folgendes Bild: Schwerpunktmäßig waren natürlich die Portabel-Stationen vertreten (65 % aller Logeinsendungen). Diese wiederum teilten sich fast gleichmäßig in drei Leistungsgruppen auf:
- Gruppe 1 benutzte Transverter mit einer Ausgangsleistung von 0,2 bis 40 mW,
- Gruppe 2 dagegen erreichte mit den Transvertern eine Ausgangsleistung von 100 mW,
- Gruppe 3 schließlich konnte mit einerAusgangsleistung von ca. 1 W aufwarten.
Diese Untersuchung zeigt deutlich den Trend des zur Zeit Realisierbaren. Die Portabel-Stationen mit 1 W Ausgangsleistung werden dennoch auch in Zukunft eine Rarität bleiben, da Leistungs-GaAs-FETs sehr teuer sind und sich auch in naher Zukunft kaum etwas am Preisniveau ändern wird. Ausgangsleistungen von 100 mW dagegen lassen sich preisgünstig realisieren.
Im Folgenden wird daher passend zu den o. g. Modulen ein Ergänzungsmodul beschrieben, welches sich in Größe und Aufbauart in das System einfügen läßt.
Funktionsbeschreibung und Aufbau
Schaltbild Endstufenbaustein 10 GHz.
Aus den Erfahrungen der Vergangenheit lernend, wurden die Transformationsglieder für einen bestimmten GaAs-FET-Typ nicht in das Layout mit übernommen. So können beliebige Typen verschiedener Hersteller eingesetzt werden, dafür muß aber die Anpassung individuell vorgenommen werden. Wer die schon veröffentlichten Module nachgebaut hat, ist sicherlich in dieser Technik geübt und wird beim Nachbau keine Probleme haben.
Im vorliegenden Musteraufbau wurde als Treibertransistor ein MGF 1302 und in der Endstufe ein MGF 1601 eingesetzt. Zwischen beiden Stufen befindet sich das schon bekannte Resonatorfilter, welches für zusätzliche Selektion im Sendezweig sorgen soll. (Beim Musteraufbau wurde die Oszillatorfrequenz um weitere 8 dB abgesenkt.)
Aus den Herstellerangaben lassen sich für 10 GHz folgende Verstärkungswerte interpolieren:
MGF 1302: Gain ca. 9 dB bei 3 V und 30 mA
MGF 1601: Gain ca. 7 dB bei 6 V und 100 mA, Pout 130 mW bei 1 dB Kompression.
Bei den angegebenen Spannungen und optimaler Anpassung ließen sich etwa 16 dB Verstärkung bei einer Ausgangsleistung von 130 mW erzielen.
Für das verwendete Resonatorfilter können Durchgangsverluste von etwa 2 dB angesetzt werden. Aus der Erfahrung heraus kann der Treiber mit 5 V und die Endstufe mit 8 V betrieben werden. Diese Spannungserhöhung hat eine wesentliche Steigerung der Ausgangsleistung und Verstärkung zur Folge. Beim Musteraufbau wurden folgende Daten erzielt:
Pin = 4 mW, Pout =180 mW, ca. 16,5 dB Verstärkung.
Der Arbeitsstrom des Treibers wird auf etwa 45 mA, der der Endstufe auf etwa 80 bis 100 mA eingestellt. Die negative Spannungsversorgung für den MGF 1601 muß niederohmig sein. Dies wird z. B. durch den im Schaltbild angegebenen Spannungsteiler erreicht. Im Versuchsaufbau flossen 3 mA Querstrom. Die Stromaufnahme der Endstufe erhöhte sich beim Ansteuern geringfügig auf 115 mA.
Endstufenbaustein für 10 GHz: Layout
Eine Deckelbeeinflussung war so gut wie nicht vorhanden. Trotzdem sollte er mit dünnem Kohleschaumstoff ausgelegt werden. Als Koppelkondensatoren sollten hochwertige Typen aus weißem Keramikgrundmaterial zur Anwendung kommen.
Beim Erstabgleich muß auch ohne aufgelegte Transformationsglieder beim Durchdrehen der Abstimmschraube des Resonatorfilters eine kleine Ausgangsleistung meßbar sein. Es empfiehlt sich, zuerst eine Grobanpassung der Endstufe und erst danach eine Anpassung des Treibers vorzunehmen. Die Transformationsglieder werden z. B. aus dünnem Kupferblech ausgeschnitten. Ihre optimale Position wird durch Verschieben auf der Leiterbahn mittels Holzstab ermittelt und das Plättchen anschließend kurz festgelötet.
Die Einkoppelstifte des Resonatorfilters können aus Lötnägeln hergestellt werden. Dazu wird deren Spitze abgetrennt und die Wulst plangefeilt. Sie soll auf den Lötaugen möglichst plan aufliegen.
Besondere Sorgfalt ist der masseseitigen Durchkontaktierung der Source-Anschlüsse zu widmen. Mit einem Skalpell oder einem Teppichmesser wird die Platine an den markierten Stellen vorsichtig durchtrennt. Durch die entstandenen Schlitze werden dünne Streifen aus Kupferfolie gesteckt und auf beiden Seiten der Platine zum Platinenrand hin umgebogen. Das freiliegende Ende auf der Leiterbahnseite sollte etwa 1,5 mm betragen und muß plan auf der Platine aufliegen. Das andere Ende wird mit der Masseseite der Platine satt verlötet.
Was den Einbau der Platine in das Weißblechgehäuse betrifft, so wird an dieser Stelle auf die detaillierte Beschreibung in der cq-DL 11 /86 verwiesen. Weitere Einzelheiten sind dem Photo bzw. der Tabelle zu entnehmen.
Ich hoffe, mit dieser Anregung für einen Endstufenbaustein eine sinnvolle Ergänzung zu den schon vorhandenen Transvertermodulen geschaffen zu haben.
Ich möchte mich an dieser Stelle bei der Firma SSB-Electronic für die Messungen sowie Untersuchungen am Analyzer bedanken.
Die Platine bzw. der komplette Bausatz ist wie auch schon die anderen 10-GHz-Module bei der Firma Werner-Elektronik erhältlich.
Endstufenbaustein 10 GHz
| Platine | Teflonmaterial 0,79 mm stark, Er = 2,2 bis 2,6 (unkritisch) RT Duroid oder Keene Abmessungen: 108 x 35 mm passend für Weißblechgehäuse Nr. 3 A (37x 111 x 50 mm) |
|---|---|
| Resonatorfilter | MS-Rohrstück: 22 mm e außen, 20 mm e innen, 9 mm hoch |
| Deckelblech | 1 mm MS, 23 x 23 mm |
| Abstimmschraube | M4 MS mit Muttern lichte Eintauchtiefe: ca. 2,5 mm (10368 MHz) |
| Einkoppelstifte | Lötnägel 1,3 mm e, ca. 5 mm lichte Höhe über Platine |
| Abstimmelemente (Anpaßnetzwerke) | ausgeschnittene Plättchen aus Kupferfolie (siehe Photo) |
| Anhaltswerte vom Musteraufbau DCODA | |
| MGF 1302 | Gate 6 x 7 mm, Abstand 7 mm; Drain 5,5 x 5,5 mm, Abstand 3,5 mm |
| MGF 1601 | Gate 5,5 x 7 mm, Abstand 6 mm; Drain 5 x 5,5 mm, Abstand 9 mm |
Platinenrückselte mit aufgelötetem Resonatorfilter (Mu steraufbau DCODA).
DCODA, Jürgen Dahms.