Ruisarme voedingen voor UHF/SHF oscillatoren

Alles over zelfbouwprojecten.
Plaats reactie
Bericht
Auteur
pe1hzg
Berichten: 908
Lid geworden op: 09 nov 2006, 10:23
Locatie: Eindhoven

Ruisarme voedingen voor UHF/SHF oscillatoren

#1 Bericht door pe1hzg »

Laat ik eens proberen een technische discussie te starten op dit forum.

Bij de voeding van voor een UHF/SHF synthesizer is er gedoe over de kwaliteit van de voeding. Een stabilisator-IC ruist behoorlijk. Deze ruis moduleert de VCO, en daarbij ontstaan zijbanden die zend- en ontvangstsignaal benadelen.

Andy G4NJT heeft er in zijn column in RadCom een paar keer over gehad. Ze kiezen dan waanzinnig grote elco's aan de uitgang van de stabilisator (3300 uF ! met laag ESR)

Bij diverse ontwerpen in de "Hilversumse school" wordt dit vaak anders opgelost. Achter de stabilisator wordt een emittervolger opgenomen: collector-in, weerstand 1k5 tussen collector en basis, basis elco 47uF naar grond, emitter uit. De elco filtert de ruis uit, de versterking van de emittervolger wordt dan gebruikt om de elco "te versterken", de capaciteit wordt als het ware versterkt door de tor. Zie bijvoorbeeld de PE1JPD transceiver:
emittervolger.png
emittervolger.png (105.72 KiB) 5716 keer bekeken
Mijn vraag gaat over die bekende ADF4351 boardjes van ebay. Schema is welbekend, kijk anders even op http://www.kh-gps.de/bake2.jpg

Dit board gebruikt een AMS1117 stabilisator. De 1117 low-drop stabilisator is een "een van de slechtsten" volgens G4NJT, toch lees ik weinig over het vervangen ervan bij de Ebay bordjes.

De ADF4351 wil 3.3V (3.0-3.6V) dus we zullen wel nauwkeurig moeten werken. In mijn geval is het board gevoed met 5V (7805) en maakt de AMS1117 op het boardje er 3.3V van. Ik ben aan het nadenken of ik iets "aan dit board moet doen" en wat dan wel?

Een "hilversumse emittervolger" levert een verlies van 0.7V op en om dan op 3.3V uit te komen zou de ingangsspanning 4V moeten zijn, moet ik de 7805 vervangen door een LM317 of zo iets.

Mijn gedachten op dit moment is om dit op te lossen met in plaats van de 1117, een emittervolger met de bekende weerstand van 1k5 tussen collector en basis, de bekende elco van 47uF naar aarde maar, extra, een weerstand van 5k6 tussen basis en aarde. Hiermee wordt bij een ingangsspanning van 5V, de basis dus 4V, en na de 0.7V drop van de emittervolger hou ik dan 3.3V over, ruisarm.
Natuurlijk is er een iets hogere dissipatie maar dat komt wel goed, en volgens mij maakt dit spanningsdeler niet veel uit omdat je deze kunt vervangen door een thevenin-weerstand van 1K2 en een lager ingangsspanning, maar zou het voor ruis op dezelfde manier werken.

Maar de vraag is: "is dat zo"? ik heb moeite om dit objectief te meten, weet iemand hoe dit moet? Ik zie deze truuk bij diverse Hilversumse ontwerpen en het moet dus een bekende truuk zijn, maar op het internet zie je er niet veel van.

Ik ben benieuwd.

Gebruikersavatar
PE4WJ
Berichten: 225
Lid geworden op: 13 feb 2015, 18:06
Roepletters: PE4WJ

Re: Ruisarme voedingen voor UHF/SHF oscillatoren

#2 Bericht door PE4WJ »

De truuk heet "capacitance multiplier" - je vermenigvuldigt in feite de C aan de basis met (1+ de stroomversterking) van de tor. Ik heb hem, wederom op aanraden van iemand uit de regio Hilversum :D ook toegepast in de voeding van de LNB in mijn QO-100 transverter. Als ik het goed heb doet/deed PE1CMO dat ook zo in zijn transverters. Het wordt in de audio wereld ook veel toegepast.

73,

Wouter Jan PE4WJ

pe1cmo
Berichten: 2070
Lid geworden op: 21 mar 2015, 19:42
Roepletters: pe1cmo
Locatie: Ayamonte (spanje)
Contacteer:

Re: Ruisarme voedingen voor UHF/SHF oscillatoren

#3 Bericht door pe1cmo »

PE1HZG,

Ik doe dit ook voor de oscillatoren, maar de elco is bij mij een ceramische 100uF, bijvoorbeeld een 1210 SMD en dan 6,3V extreem lage ER, en ook voor de hoge freq. scheelt dit. Verder op de uitgang niet alleen de 1nF, maar zet er een 1uF naast.

Voor je 3.3V uit 5V kan je inderdaad een spanningsdeler gebruiken.

Maar als je zelf een oscillator maakt, kan je dit eens lezen:
Oscillator Basics and Low-Noise Techniques for Microwave Oscillators and VCOs van Ulrich L Rohde. Een eenvoudige LF terugkoppeling met een NPN transistor kan je 1/f ruis, dat in je audio zit terug nemen. zie fig. 15.

Dan zorg dat je varicap niet te veel doet, hoe kleiner je varicap, hoe minder ruis, en dat geld ook voor spoelen met ferriet, een betere ruisbron is er niet. Nooit ferriet in je oscillator gebruiken, scheelt 20 a 30dB aan ruis.

en dan last but not least, hou de gain van je PLL laag. Normaal kan je met een hoge gain de faseruis van een slechte oscillator verbeteren, maar als je PLL ruis hoger wordt dan je oscillator, hou dan de gain laag anders gaat je PLL de oscillator met ruis moduleren.
EA7/PE1CMO
Ayamonte España

Gebruikersavatar
Juul - PE0GJG
Berichten: 3348
Lid geworden op: 11 mei 2007, 20:29
Roepletters: PE0GJG
Locatie: JO22TJ - Biddinghuizen
Contacteer:

Re: Ruisarme voedingen voor UHF/SHF oscillatoren

#4 Bericht door Juul - PE0GJG »

pe1hzg schreef: 02 apr 2022, 11:41 Laat ik eens proberen een technische discussie te starten op dit forum.

Bij de voeding van voor een UHF/SHF synthesizer is er gedoe over de kwaliteit van de voeding. Een stabilisator-IC ruist behoorlijk. Deze ruis moduleert de VCO, en daarbij ontstaan zijbanden die zend- en ontvangstsignaal benadelen.

Andy G4NJT heeft er in zijn column in RadCom een paar keer over gehad. Ze kiezen dan waanzinnig grote elco's aan de uitgang van de stabilisator (3300 uF ! met laag ESR)

Bij diverse ontwerpen in de "Hilversumse school" wordt dit vaak anders opgelost. Achter de stabilisator wordt een emittervolger opgenomen: collector-in, weerstand 1k5 tussen collector en basis, basis elco 47uF naar grond, emitter uit. De elco filtert de ruis uit, de versterking van de emittervolger wordt dan gebruikt om de elco "te versterken", de capaciteit wordt als het ware versterkt door de tor. Zie bijvoorbeeld de PE1JPD transceiver:

emittervolger.png

Mijn vraag gaat over die bekende ADF4351 boardjes van ebay. Schema is welbekend, kijk anders even op http://www.kh-gps.de/bake2.jpg

Dit board gebruikt een AMS1117 stabilisator. De 1117 low-drop stabilisator is een "een van de slechtsten" volgens G4NJT, toch lees ik weinig over het vervangen ervan bij de Ebay bordjes.

De ADF4351 wil 3.3V (3.0-3.6V) dus we zullen wel nauwkeurig moeten werken. In mijn geval is het board gevoed met 5V (7805) en maakt de AMS1117 op het boardje er 3.3V van. Ik ben aan het nadenken of ik iets "aan dit board moet doen" en wat dan wel?

Een "hilversumse emittervolger" levert een verlies van 0.7V op en om dan op 3.3V uit te komen zou de ingangsspanning 4V moeten zijn, moet ik de 7805 vervangen door een LM317 of zo iets.

Mijn gedachten op dit moment is om dit op te lossen met in plaats van de 1117, een emittervolger met de bekende weerstand van 1k5 tussen collector en basis, de bekende elco van 47uF naar aarde maar, extra, een weerstand van 5k6 tussen basis en aarde. Hiermee wordt bij een ingangsspanning van 5V, de basis dus 4V, en na de 0.7V drop van de emittervolger hou ik dan 3.3V over, ruisarm.
Natuurlijk is er een iets hogere dissipatie maar dat komt wel goed, en volgens mij maakt dit spanningsdeler niet veel uit omdat je deze kunt vervangen door een thevenin-weerstand van 1K2 en een lager ingangsspanning, maar zou het voor ruis op dezelfde manier werken.

Maar de vraag is: "is dat zo"? ik heb moeite om dit objectief te meten, weet iemand hoe dit moet? Ik zie deze truuk bij diverse Hilversumse ontwerpen en het moet dus een bekende truuk zijn, maar op het internet zie je er niet veel van.

Ik ben benieuwd.
Geboren en getogen in Hilversum (Hillywood) vraag ik mij af wat je met de "Hilversumse school" en de "Hilversumse emmiter volger" bedoeld......

Help mij uit de droom...........


Juul
"radio Veronica - de zeezender geschiedenis" - http://www.norderney.nl

PE0GJG sinds 1975

Gebruikersavatar
pa3met
Berichten: 1477
Lid geworden op: 21 apr 2006, 19:09
Roepletters: PA3MET
Locatie: IJsselstein
Contacteer:

Re: Ruisarme voedingen voor UHF/SHF oscillatoren

#5 Bericht door pa3met »

ik heb we een idee.
IC7851; IC202S; TH-F7E; MD380; IC7000(+4m); IC7300; IC9700, IC705, X6100

PE5PVB
Berichten: 814
Lid geworden op: 10 apr 2006, 16:03
Roepletters: PE5PVB
Locatie: Oisterwijk
Contacteer:

Re: Ruisarme voedingen voor UHF/SHF oscillatoren

#6 Bericht door PE5PVB »

Ik heb ook gespeeld met de ADF4351. Leuke chip, echter de AliExpress boardjes zijn ruk. Ik heb mijn ontwerp voornamelijk gebaseerd op de datasheet en de 3V3 digitaal en analoog strikt gescheiden gehouden. Hier komt een heel mooi signaal uit. Mijn ervaringen met de ADF4351 zijn wel dat je die dingen eigenlijk alleen moet gebruiken als LO voor ontvangers, voor zenden (mixen) is hij ongeschikt, de bandruis is simpelweg te hoog. In dit schema heb ik hem verwerkt: https://www.pe5pvb.nl/wp-content/upload ... schema.pdf

Gebruikersavatar
PA3DJS
Berichten: 2494
Lid geworden op: 04 mei 2014, 16:41
Roepletters: PA3DJS
Locatie: Maarssen
Contacteer:

Re: Ruisarme voedingen voor UHF/SHF oscillatoren

#7 Bericht door PA3DJS »

Die truc werkt. Je kunt gewoon een spanningsdeler gebruiken. Die vervaningsweerstand van 1.5 kOhm is niet kritisch. Je wilt hem zo hoog mogelijk hebben om goede onderdrukking te krijgen van de ruis uit de stabilistor, maar laag genoeg om niet te veel spanningsval te hebben door de basisstroom.

Ik heb het als noodoplossing eens toegepast om dynamoruis te onderdrukken (met een BD 137-16 dacht ik).

Voor degenen die het ook willen gebruiken.
Als je een wat grotere stroom hebt, zakt de hfe van bijv BC547 snel in. Zetex/Diodes of NXP/Philips "low VCE-sat" transistors kunnen dan wonderen doen. Hier en daar zijn ze nog wel te krijgen (Zetex) in TO 92 behuizing. Die transistors hebben erg hoge hfe, ook bij stroom in orde van 50...100 mA (denk aan 300 of meer). Ook Vbe is lager. Oh ja, ze hebben ook een lage Rbe'

Even een voorbeeld: https://media.digikey.com/pdf/Data%20Sh ... S2540E.pdf

Ik heb in Hilversum op de CHTS gezeten, maar kende deze truc niet in combinatie met de "Hilversumse School".

pe1cmo
Berichten: 2070
Lid geworden op: 21 mar 2015, 19:42
Roepletters: pe1cmo
Locatie: Ayamonte (spanje)
Contacteer:

Re: Ruisarme voedingen voor UHF/SHF oscillatoren

#8 Bericht door pe1cmo »

Ik denk dat ze met de Hilversumse school bedoelen de pleidooi van Remco (PA3FYM) die dit in zijn lezingen op de radioclub onderstreepte.
EA7/PE1CMO
Ayamonte España

Plaats reactie