Forum: HF, Funk und Felder HF-Signal noch weiter verstärken


von Karl (Gast)


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Hallo Zusammen,

ich habe eine kurze Frage zur Verstärkung von HF-Signalen. Angenommen 
eine HF-Endstufe liefert ca 5mW Leistung. Kann man an diesen HF-Ausgang 
ohne bedenken ein LNA hinterklemmen, um das Signal auf 10mW 
Sendeleistung zu erhöhen, oder würde das 5mW Signal den Eingang der 
zweiten Stufe bereits übersteuern?

Gruß Karl

von Cheffe (Gast)


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Das hängt vom Dynamikbereich des LNA ab und der ist unterschiedlich.

von Karl (Gast)


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Das ging ja fix. Danke... Kannst du mir noch verraten, wie der 
Dynamikbereich in den Datenblättern angegeben ist? Ich vermute, dass das 
der Bereich ist, wo der Ausgang bei entsprechendem Eingang um 1db 
ansackt (oder so ähnlich?) :-)
Danke nochmal

von Karl (Gast)


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...ist das die Angabe compression point 1dB? Was sagt die Angabe von 
-25dB bei 433Mhz aus?

von B e r n d F. (Gast)


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@Karl: Was du meinst ist der Kompressionspunkt, wo die nichterwünschten 
Verzerrungen (durch größer werdende nichtlinearitäten des Verstärkenden 
Elements) noch im Rahmen liegen.
Bedeutet das ist der obere Punkt des Dynamikbereiches.

von Karl (Gast)


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Karl schrieb:
> -25dB

sollte -25dBm heissen...

von Cheffe (Gast)


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Karl schrieb:
> Was sagt die Angabe von
> -25dB bei 433Mhz aus?

Beispiel:
Der Verstärker möge um 20dB verstärken.
Eingangspegel Ausgangspegel Verstärkung
-55 dB        -35 bB        20 dB
-45 dB        -25 bB        20 dB
-35 dB        -15 bB        20 dB
-25 dB         -6 dB        19 dB <- hier fehlt 1 dB und das ist somit 
der 1 dB-compression-point.

von Cheffe (Gast)


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sollte heissen:
Beispiel:
Der Verstärker möge um 20dB verstärken.
Eingangspegel Ausgangspegel Verstärkung
-55 dBm       -35 dBm        20 dB
-45 dBm       -25 dBm        20 dB
-35 dBm       -15 dBm        20 dB
-25 dBm        -6 dBm        19 dB <- hier fehlt 1 dB und das ist somit
der 1 dB-compression-point.

von Karl (Gast)


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Dann müsste ich ja ein Verstärker finden, der den Kompressionspunkt im 
positiven dBm Bereich haben müsste? Angenommen der Ausgang hat 10dBm, 
dann müsste der Kompressionspunkt über 10dBm liegen?
Danke nochmal für die Hilfe

von Cheffe (Gast)


Angehängte Dateien:

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Ja, z.B. sowas wie im Bild.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Für 10 mW reicht ein MSA1105 von Reichelt 3,65 €
"17.5 dBm Typical P_1dB at 0.5GHz"
http://www.avagotech.com/pages/en/rf_microwave/amplifiers/gain_block_and_drivers/msa-1105/
die Abbildung bei Reichelt ist falsch, es ist ein SMD-Bauteil

von Ralph B. (rberres)


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Nimm ein ERA6. Der wird dir bei der Ansteuerung lockere 50mW liefern. 
Eventuell sogar noch mehr. Und das bis fast 4GHz.

Ralph Berres

von markus aichwalder jun. (Gast)


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Ralph Berres schrieb:
> Nimm ein ERA6. Der wird dir bei der Ansteuerung lockere 50mW liefern.
> Eventuell sogar noch mehr. Und das bis fast 4GHz.
>
> Ralph Berres

Erst DB lesen, dann posten!

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Selber erst mal lesen, dann dummbabble:
http://217.34.103.131/pdfs/ERA-6+.pdf

Output Power @ 1 dB compression f=1 GHz: 17.2 dBm
Saturated Output Power (at 3dB compression) dasselbe
das sind wie Ralph schreibt etwas über 50 mW (17,0dBm).

Aber bei der Leistung braucht man keinen "low-noise-amplifier" LNA mehr. 
Da sind die MMIC nämlich nicht so gut, Rauschzahlen von 3-6 dB sind 
normal

von Karl (Gast)


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Herzlichen Dank für die Antworten.
Ich bin nun ein wenig verwirrt. Also ich frag mal so, was würdet ihr mir 
empfehlen, wenn ich ein Signal mit 10dbm hätte und diesen mittelmäßig 
verstärken möchte(ca 20dbm).
Brauche ich für ca 17-20dbm wirklich kein LNA mehr? Ich habe übrigens 
doch die Möglichkeit die Ausgangsleistung der ersten Stufe zu 
minimieren, wenn es irgendeinen Vorteil erbringen würde. Zu den MMICs, 
ich habe maximal 3V im System zur Verfügung :-/
Was haltet Ihr von den MGA62563 (ohne die Verfügbarkeit bei diversen 
Distris geprüft zu haben). Je kleiner das Package, desto interessanter 
ist der IC für mich. Ich weiss, das erfordert jetzt viel Mühe, aber 
vielleicht mag mir einer paar grundlegende Dinge kurz erläutern. Ich 
kenne mich mittelmäßig mit HF-Technik aus, weiss was eine Smith-Chart 
ist, wozu man es braucht, die MAthematik dahinter, etc... Aber wie komme 
ich an die Daten des "Generators" zb Impedanz am Fusspunkt des Chips, 
oder auf die Antenneninduktivität (wenn es ein zb. ein Koaxkabel ist), 
um anschließend ein Schwingkreis oder eine Anpassschaltung zu berechnen, 
was zwischen Sender und Antenne kommt?
Desweiteren verstehe ich in diesem Zusammenhang auch nicht ganz, warum 
die Chiphersteller 50Ohm in ihren Datenblättern angeben, man eine 50Ohm 
Stripeline auf die Platine als Verbindungsstück routet und trotzdem 
einen diskret aufgebauten Schwinkreis bzw eine Anpassschaltung zwischen 
Sender und Empfänger "braucht" (oft zu sehen in professionellen 
Schaltungen) Wenn man doch eh eine Anpassung mittels Bauteile vornimmt, 
kann man doch auch Leiterbahnen routen, die nicht Impedanzkontrolliert 
sind und dann die korrekte Anpassung diskret machen und die Schaltung 
tuts trotzdem? Vielleicht sieht jemand mein Denkfehler und würde mich 
aufklären :-)
Vielen Dank im Voraus
Gruß Karl

von Wolfgang (Gast)


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Karl schrieb:
> Was sagt die Angabe von -25dBm bei 433Mhz aus?

25 dB weniger als 1 mW, also 3 µW Leistung.

von Jens G. (jensig)


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>Desweiteren verstehe ich in diesem Zusammenhang auch nicht ganz, warum
>die Chiphersteller 50Ohm in ihren Datenblättern angeben, man eine 50Ohm

Weil man dann ganz einfach andere 50Ohm-Komponenten anschließen kann. 
Also immer dort sinnvoll, wo man ohne weitere Anpaßglieder irgendwas 
zusammenbinden will. Und da hatte man sich mal in grauer Vorzeit auf 
50Ohm (bei Rund/Fernsehfunk auch 75Ohm).

Ansonsten ist es egal, ob Du an einer Stelle 100Ohm nimmst, woanders 
500Ohm, ... Hauptsache, die Komponenten sehen den Abschluß, den sie 
sehen wollen, um sauber funktionieren zu können, oder wenn es um 
Leistungsanpassung geht.

von Georg A. (georga)


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> wenn ich ein Signal mit 10dbm hätte und diesen mittelmäßig
> verstärken möchte(ca 20dbm).

Macht 30dBm am Ausgang, also 1W. Wenn das noch linear sein soll (und 
nicht Class-C) wirds weder klein noch billig.

von Stefan M. (derwisch)


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Es wundert mich, dass die Diskussion schon soweit fortgeschritten ist, 
ohne das der TO einmal angegeben hat, welche Frequenz ( Frequenzbereich 
) eigentlich verstärkt werden soll, und welche Impedanz die Gerätschaft 
hat.

Da ich mal von 50 Ohm ausgehe und von einer Frequenz die Irgendwo 
oberhalb von 10 MHz liegt, würde ich ebenfalls einen MMIC vorschlagen.

So mache ich das jedenfalls in solche Fällen.
Eine einfachere Methode gibt´s kaum denn die MMIC´s sind ja oft schon 
für 50 Ohm Systeme angepasst.

Frage an den TO:
Soll der Verstärker mit auf eine Platine ( in das Layout ) gebaut 
werden, oder soll es als externes "Kästchen" irgendwo in die Leitung 
eingeschleift werden?

von Karl (Gast)


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Hallo Zusammen,

vielen Dank für die vielen Tips. Verwendete Frequenz ist irgendwo bei 
433Mhz.
>Macht 30dBm am Ausgang, also 1W. Wenn das noch linear sein soll (und
>nicht Class-C) wirds weder klein noch billig.
Insgesamt 20dBm am Ausgang (erstmal) = 100mW

>Weil man dann ganz einfach andere 50Ohm-Komponenten anschließen kann.
>Also immer dort sinnvoll, wo man ohne weitere Anpaßglieder irgendwas
>zusammenbinden will. Und da hatte man sich mal in grauer Vorzeit auf
>50Ohm (bei Rund/Fernsehfunk auch 75Ohm).
Meine Rede, Wenn die Ausgangsstufe doch 50Ohm hat und ich verbinde 
diesen Pin mit einer 50Ohm Stripline und gehe in die nächste Stufe über 
einen Koppelkondensator, welcher bei der angegeben Frequenz auch 50Ohm 
hat, dann brauche ich doch keine Anpassschaltung mehr oder? Diesen 
Schritt der Anpassung verstehe ich nicht. Mir fehlt die 
Vorstellungskraft, dass wenn ein Chip 50Ohm hat, meine Leiterbahnen 
50Ohm haben und der andere Chip/Antenne (was auch immer) 50 Ohm hat, man 
in den Appnotes immernoch Anpassglieder findet. Kann mir das einer näher 
erläutern, warum das so ist?

>Frage an den TO:
>Soll der Verstärker mit auf eine Platine ( in das Layout ) gebaut
>werden, oder soll es als externes "Kästchen" irgendwo in die Leitung
>eingeschleift werden?
Soll alles direkt mit auf die Platine. Sprich Funkmodul, Verstärker, 
Antenne  (Koaxkabel/Draht oder die Linx PCB-Antenne)
Gibts einen bestimmten MMIC, den du mir empfehlen könntest?

Vielen Dank nochmal für eure Hilfe
Gruß Karl

von Ralph B. (rberres)


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Karl schrieb:
> Wenn die Ausgangsstufe doch 50Ohm hat und ich verbinde
>
> diesen Pin mit einer 50Ohm Stripline und gehe in die nächste Stufe über
>
> einen Koppelkondensator, welcher bei der angegeben Frequenz auch 50Ohm
>
> hat,

Der Koppelkondensator muss niederohmig sein, möglichst unter 1 Ohm bei 
der interessierende Frequenz, sonst dämpft er das Signal.

Die Stripline sollte 50 Ohm haben , sofern er von der Länge in den 
Bereich einer viertel Wellenlänge kommt. Ansonsten transformiert die 
Stripline Impedanzen. Unkritisch ist die Stripline, wenn die Wellenlänge 
der zu übertragende Frequenz ein vielfaches ( möglichst Faktor 20 und 
mehr )der Striplinelänge ist. Das kann bei 70cm noch der Fall sein, bei 
höheren Frequenzen wird es dann aber doch kritischer.

Grundsätzlich sollte Quelle , Senke und Leitung die gleiche Impedanz 
haben, um Reflektionen auf der Leitung zu vermeiden, und um 
Leistungsanpassung zu erzwingen.

Ralph Berres

von Karl (Gast)


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Vielen Dank für die Ausführliche Info.
Der Koppelkondensator sollte also kleiner 1 Ohm sein, gut zu wissen :-)
Da ich mich momentan auf dem 70cm Band befinde, sind 50Ohm Striplines 
also ok. Nochmal zur Anpassschaltung. Wann benötige ich eine Anpassung? 
Wenn doch die Ausgangsimpedanz der Verstärkerstufe nicht exakt 50Ohm 
sind. Also quasi sowas wie 49R+jxxx. Wie messe ich diese Impedanz? Bzw 
wie verifiziert man sowas, ob eine Anpassung nötig ist? Gibt es eine 
Regel, wie man an sowas rangeht? Wie sicher würde es funktionieren, wenn 
ich die 50Ohm-Leitungen kurz halte und nur den Koppelkondensator 
zwischen Quelle und Senke habe? Muss man da trotzdem die Impedanz 
anpassen?

von Ralph B. (rberres)


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Karl schrieb:
> Wann benötige ich eine Anpassung?
>
> Wenn doch die Ausgangsimpedanz der Verstärkerstufe nicht exakt 50Ohm
>
> sind. Also quasi sowas wie 49R+jxxx.

Bei der geringen Fehlanpassung noch so gut wie nichts.

Karl schrieb:
> Wie messe ich diese Impedanz?

Mit einen vektoriellen Netzwerkanalyzer

Karl schrieb:
> Wie sicher würde es funktionieren, wenn
>
> ich die 50Ohm-Leitungen kurz halte und nur den Koppelkondensator
>
> zwischen Quelle und Senke habe? Muss man da trotzdem die Impedanz
>
> anpassen?

Immer dann wenn du die maximal mögliche Verstärkung erzielen willst, 
brauchst du Leistungsanpassung zwischen den Stufen.

von Georg A. (georga)


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> Insgesamt 20dBm am Ausgang (erstmal) = 100mW

Ups, m übersehen... Aber auch da wirds dem Chip im Class-A-Betrieb schon 
mindestens warm. So Pi*Daumen wird er dann wohl 300-500mW verheizen.

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