AMSAT-DL 2.4 GHz / 6W Power Amplifier für QO-100 mit ADALM-PLUTO

  • Hallo,


    Stefan DG8FAC hat einen neuen 6W Power Amplifier designed, der auch für den ADALM-PLUTO direkt als Endstufe benutzt werden kann.


    Wir beabsichtigen diese 6W PA bei genügend Interesse mit in unseren AMSAT-DL Warenversand aufzunehmen. Siehe Umfrage im nächsten Beitrag..



    Ursprünglich als Nachsetzer für unseren alten Sendemischer für QO-100 gedacht, hat Stefan zwischen dem Eingangsdämfpungsglied auch noch ein MMIC eingefügt um noch einmal knapp 16dB mehr Gain am Eingang zu erreichen.


    Die minimale/maximale Ansteuerleistung sollte zwischen -10dBm bis -3dBm sein.

    Das Dämpfungsglied wird mit 1dB bestückt um eine saubere 50 Ohm Anpassung zu bekommen.

    Damit der ADALM-PLUTO ein sauberes Signal erzeugt, sollte man ihn maximal mit -5dBm, besser mit -10dBm aussteuern. Dafür wurde die Endstufe auch ausgelegt.


    Weiterhin kann die PA mit 6..15V betrieben werden und ist daher auch für portablen QO-100 Betrieb ideal. Hierzu wurde ein hocheffizientes Schaltnetzteil integriert und die PA selbst hat einen hohen Wirkungsgrad über den gesamten Versorgungsbereich von 6V bis 15V.



    Rechts ist das MMIC, sowie 2 kaskadierte LTCC bandpassfilter um ein sauberes Sendesignal zu erzeugen.


    Die PA bietet einen PTT Schalteingang. Der Ruhestrom im Empfang liegt bei <10mA. Bei betätigen der PTT (aktive low) liegt der Ruhestrom der Endstufe bei ca. 70mA (@12V).

  • Ich würde diese 6W PA kaufen 37

    1. Nein (1) 3%
    2. Ja, für ADALM-PLUTO (33) 89%
    3. Ja, für den alten AMSAT-DL Sendemischer (1) 3%
    4. Ja, für sonstige Sendemischer (2) 5%

    Da wir die obige 6W-Endstufe nur ab Stückzahlen größer 50 Stück in Auftrag geben können, müssen wir erst einmal einen Eindruck bekommen wie hoch das Interesse daran wirklich ist...


    und hier die Umfrage...

  • Hallo,

    das wäre wirklich eine tolle Ergänzung für den Pluto. Aber gibt es bereits Messwerte bezüglich Intermodulationsverzerrungen etc. bei voller Ausgangsleistung von 6W? Ich habe gerade kurz das Datenblatt vom SKY66292-11 überflogen und konnte auf der Schnelle (außer Gain) keine wesentlichen Vorteile gegenüber dem YP242034, der wohl in den oft kritisierten chinesischen "4W" bzw. "8W" WiFi-Boostern verwendet wird, erkennen.

    73 de Roland


    https://www.skyworksinc.com/-/…0/SKY66292_11_203282E.pdf

    https://forum.amsat-dl.org/cms…ionyp242034datasheet-pdf/

  • Wie hoch darf denn die maximale Ansteuerleistung sein für 'sonstiger Sendemischer' ?


    Laut Stefan darf die minimale/maximale Ansteuerleistung zwischen -10dBm bis -3dBm sein.

    Das Dämpfungsglied wird mit 1dB bestückt um eine saubere 50 Ohm Anpassung zu bekommen.


    Wenn Du eine höhere Ansteuerung hast, kannst Du entweder ein externes Dämpfungslied vorschalten oder änderst das eingebaute Dämpfungsglied entsprechend...


    Hallo,

    das wäre wirklich eine tolle Ergänzung für den Pluto. Aber gibt es bereits Messwerte bezüglich Intermodulationsverzerrungen etc. bei voller Ausgangsleistung von 6W?


    Es handelt sich um das identische Endstufenpaar, welches auch bereits im AMSAT-DL UpCon6W verwendet wird. Im Artikel der im AMSAT-DL Journal und CQDL erschienen ist, gibt es auch einige Messdiagramme oder auch oben auf der Webseite...


    Die auf QO-100 manchmal sichtbaren breiten Signale stammen oft daher, dass der ADALM-PLUTO auf maximale Leistung aufgerissen wird... so nach dem Motto "viel hilft viel"...


    Damit der ADALM-PLUTO ein sauberes Signal erzeugt, sollte man ihn maximal mit -5dBm, besser mit -10dBm aussteuern. Dafür wurde die Endstufe ausgelegt.

    Peter Gülzow | DB2OS | AMSAT-DL member since 1983 | JO42VG

  • DB2OS Hallo Peter,

    danke für den Link. Aber ich glaube, ich brauche Nachhilfe, da ich die Werte einfach nicht zusammenbringe :-(

    Vermutlich sind wir uns einig, daß der Intermodulationsabstand 3. Ordnung besser als 30dB sein sollte (IM3 <= -30dB).

    Zweiton-Messwerte liegen im verlinkten Beitrag leider nicht vor, aber dafür wurde der 1dB Kompressionspunkt mit 31.8dBm angegeben.

    Laut

    https://www.rfcafe.com/references/electrical/p1db.htm

    lässt sich daraus der IP3 abschätzen:

    IP3 = P1dB+ (10...12)dB.

    Unter Annahme des besseren Falls (also 12dB) und dem genannten P1dB-Wert von 31.8dB ergibt sich also:

    Pout_max= 31.8 + 12 - 30/2 = 28.8dBm oder 759mW

    Das kann so nicht stimmen, oder? Schauen wir also ins Datenblatt des SKY66292. Aus Fig. 7 und 8 kann man P1dB in etwa ermitteln (ca. 34dBm). Das Datenblatt vom YP242034, der das gleiche Marktsegment bedient, nennt übrigens explizit 33.9dBm für P1dB.

    Ein Verstärker mit zwei parallelen Chips käme also auf rund 37dBm anstatt von 31.8dBm:

    Pout_max= 34+3 + 12 - 30/2 = 34dBm oder 2512mW

    Das klingt schon deutlich freundlicher, aber wo stecken nun die Fehler...


    73 de Roland

  • Laut Stefan darf die minimale/maximale Ansteuerleistung zwischen -10dBm bis -3dBm sein.

    Das Dämpfungsglied wird mit 1dB bestückt um eine saubere 50 Ohm Anpassung zu bekommen.


    Wenn Du eine höhere Ansteuerung hast, kannst Du entweder ein externes Dämpfungslied vorschalten oder änderst das eingebaute Dämpfungsglied entsprechend...

    Hallo Peter


    Wenn nun Stefan ein Dämpfungsglied mit 30dB verwenden würde, könnten viel mehr Up-Converter berücksichtigt (bis ca. 500 mW) werden. Flo, DB8TF, machte ja mal eine Umfrage nach Up-Convertern. Wenn dann noch die Produktionskosten unter 126 Euro gehalten werden können, wird die PA ein Renner. 6 Watt genügen vollkommen für SSB über den NB-Transponder.

  • Hallo Roland,


    ich habe bisher keine 2-Tonmessungen durchgeführt aber werde das mal bei Gelegenheit tun, wenn ich Zeit finde.


    Ich kann aber sagen, dass das Signal des Upconverters in meinem Portabelsetup sehr sauber ist.


    Ich steuere die PA mit ca. 2-3W aus und habe keinerlei Nebenaussendungen oder Intermodulationen gesehen oder von anderen OMs berichtet bekommen.


    Viele Grüße


    Matthias


    http://www.dd1us.de

  • ich habe bisher keine 2-Tonmessungen durchgeführt aber werde das mal bei Gelegenheit tun, wenn ich Zeit finde.

    Hallo Matthias,

    ja, das wäre echt hilfreich, um die maximal mögliche verzerrungsarme Ausgangsleistung bestimmen zu können. Sechs Watt werden das aber ganz sicher nicht werden, da im AMSAT-DL Journal Beitrag (ist mir erst heute aufgefallen, siehe Bild 11) die gemessene Sättigungsgrenze mit 37.8dBm ( 10^37.8dBm/10 = 6025mW ) angegeben wurde.

    Zwei bis maximal drei Watt für SSB und digitale Betriebsarten erscheinen daher eher realistisch zu sein und ich denke, man sollte der Fairness halber diesen Verstärker auch so bewerben.

    Der Hauptvorteil, gerade für den Portableeinsatz, wäre doch ohnehin der sehr gute Schaltregler.

    Ein "echter" 5 bis 6 Watt Verstärker (z.B. mit 4x SKY66292 ) mit Schaltregler könnte allerdings, um HB9SKA sinngemäss zu zitieren, wirklich ein Renner werden. Dafür würde ich mich schon einmal vormerken lassen :)

    73 & 55 de Roland

  • Hallo Roland


    Mit dem "Schaltregler" meinst Du wohl ein regelbares Dämpfungsglied (meinte ich oben auch). Unter #5 hast Du ja keine wesentlichen Unterschiede zwischen den Chips feststellen können. Da ich meinen Booster nicht vermessen kann, kann ich nur aus Erfahrung bestätigen, dass die Sättigungsgrenze bei voller Ansteuerung (min. 400 mW) bei ca. 3 bis max. 4 Watt liegt. Meine "Erfahrung" habe ich aus Artikel und Messberichten gewonnen.


    Mit dem "Renner" meinte ich das gesamte Produkt. Da würde auch ein Gehäuse und Buchsen, oder zumindest eine Empfehlung, dazugehören. Nicht dass sich dann jeder erst ein Gehäuse suchen muss. Und eben die Produktionskosten. Da würden wir in Konkurenz zu SG Labs und Hides stehen.

  • Hallo Thomas,


    nein ein Schaltregler ist ein DC-DC-Wandler.


    Hallo Roland,


    Deine Rechnung oben hinsichtlich der Berechnung des Intermodulationsabstandes ist grundsätzlich ok.

    Wie man aus den Messungen im AMSAT-DL Journal sieht ist der Übergang des mehrstufigen Verstärkers

    vom linearen Bereich zum Sättigungsbereich sehr "weich". Damit dürfte die Formel oben nicht mehr

    anwendbar sein. Es ist also wohl eine echte 2-Tonmessung nötig um den Intermodulationsabstand zu

    ermitteln.


    Gruss


    Matthias


    http://www.dd1us.de

  • Hallo Matthias,

    Es ist also wohl eine echte 2-Tonmessung nötig um den Intermodulationsabstand zu

    ermitteln.

    100 % Zustimmung.

    ist der Übergang des mehrstufigen Verstärkers vom linearen Bereich zum Sättigungsbereich sehr "weich". Damit dürfte die Formel oben nicht mehr anwendbar sein.

    Meiner Meinung nach versagt die Formel eher bei abruptem Übergang in die Sättigung, wie das z.B. bei stark gegengekoppelten Verstärkern der Fall ist. Es gibt allerdings noch andere Einflußgrößen, wie etwa lastabhängige Versorgungsspannungen, die die Verhältnisse unübersichtlich gestalten können.

    Also sollten wir besser die Theorie vorrübergehend ruhen lassen und die Messungen abwarten.


    Viele Grüße

    Roland

  • Damit der ADALM-PLUTO ein sauberes Signal erzeugt, sollte man ihn maximal mit -5dBm, besser mit -10dBm aussteuern.

    Es ist nicht obligatorisch. Der Schaltung fehlt ein Tiefpassfilter bei 2,5 GHz. Zum Beispiel wie hier zwischen R15 und C22.

    [Blocked Image: https://eu2aa.com/photo/4BK4s.png]

    PLUTO liefert ein digitales Signal zur Übertragung, und dies ist die Summe der ungeraden Harmonischen.

    Ein Tiefpassfilter 5. Ordnung lässt nur die Grundfrequenz von 2400 MHz durch und wandelt den digitalen Ausgang von PLUTO / TX in einen analogen um.

    Das Sperrfilter Z1 dämpft das Außerbandrauschen vom Sender.

    https://observablehq.com/@eu2aa/eu2aa4b-n-1

    Also sollten wir besser die Theorie vorrübergehend ruhen lassen

    Johann Wolfgang Goethe

    "Grau, teurer Freund, ist alle Theorie Unci gain des Lebens goldner Baum."

    Hallo Roland,

    Sie haben beide Recht, Sie und Goethe

    -

    73!

    |Vladimir Chepyzhenko|Chief Designer INFORMATOR-1

    and Radio-M1/RUDAK-2/AO-21/RS-14|EU2AA|KO34KI

    Edited once, last by EU2AA ().

  • Der Schaltung fehlt ein Tiefpassfilter bei 2,5 GHz.


    Nein.. es sind 2 kaskadierte Bandpassfilter BFCN-2450+ im Schaltbild vorhanden.



    Zitat vom Autor:

    " ja, das Bild weicht da etwas ab, ich war nur zu faul ein neues zu zeichnen, aber die Bezeichnung BFCN steht für Bandpass"


    73! von Stefan

    Peter Gülzow | DB2OS | AMSAT-DL member since 1983 | JO42VG

  • Ich möchte ja nicht klugscheißen, aber der Schaltplan oben hat mit der echten Welt rein gar nichts zu tun...
    Die Erweiterung des Schaltplans ist auf der falschen Seite angehängt! Die Bandfilter und der MMIC ist hinter dem Ausgang der "eigentlichen PA" nur als Raucherzeuger nutzbar. ;-)