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Catégorie : SHF
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Amplificateur 2400 MHz à base de MMIC

 

Pour ma chaine d'émission 2400 MHz vers le satellite QO-100 il me manquait une trentaine de dB de gain pour driver convenablement le booster WIFI utilisé comme PA derrière la source hélicoïdale de ma parabole. L'ensemble suit un transceiver SDR de type ADALM-PLUTO.


J'ai développé rapidement un petit circuit imprimé à deux étages équipé des deux MMIC, en reproduisant les exemples données sur les data-sheet des deux composants sélectionnés.

 

J'ai sélectionné deux MMIC ayant des niveaux de sortie importants pour 1 dB de compression.

Le premier étage est un SKY65017 disponible chez MOUSER

• Small signal gain = 20 dB typical @ 2 GHz
• High OIP3: +35 dBm typical
• OP1dB = +20 dBm typical @ 2 GHz
• Input and output impedance: 50 Ω nominal

Le second un classique AH102

• 350-3000 MHz Bandwidth
• +45 dBm Output IP3
• 13 dB Gain
• +27 dBm P1dB

 

On peut monter d'autres MMIC en deuxième étage mais ils nécessitent une adaptation plus poussée par des petites capacités à déterminer.

Le schéma serait celui-ci, avec un régulateur 5V et des résistance de drain à zéro.

C15, C16 et C18 ne sont pas montées pour un AH102A, et dans ce cas C17 fait 1,5pF.

Pour un SKY65162, ces capacités sont à qualifier.

Les condensateurs CMS sont tous en 0603 et les 3 résistances de 100 Ohms sont en 1206.

Pour le dernier étage, j'ai rajouté 3 empreintes 1206 pour d'éventuelles résistances de limitation de courant si on prévoit de changer l'AH102.

Avec ce dernier, il faut mettre une résistance de zéro Ohm.

Les deux selfs de 22 nH sont en format 0603.

En prenant 8,5V comme tension d'alimentation, les résistances R1 à R3 en parallèle doivent faire 30 Ohms en équivalence, voir data-sheet du SKY65017.

J'ai utilisé un boitier en aluminium moulé de récupération qui convenait parfaitement, mais des boitiers schubert de dimensions appropriées peuvent être utilisés

Ci-dessous le PCB prototype.

 

Le PCB définitif

Il est prévu pour se visser par 8 vis diamètre 2.5 mm sur un radiateur, car l'ensemble consomme 360 mA sous 8.5V soit 3W permanents à dissiper.

Le régulateur 8.5V en boitier TO220 disposera de son propre radiateur.

Le PCB est en FR4 de 8/10 double face trous métallisés et la face bottom est prévue sans vernis épargne pour être plaquée sur un radiateur.

Détourer légèrement sur le radiateur les pads sous le régulateur et le +12V pour éviter des court-circuits.

Vous trouverez ici l'adresse d'un prestataire testé fiable pour faire tirer ces circuits, autour de 10 € les 5, rendu domicile.

Avec le bouton add your gerber, uploader le fichier ZIP en question;
Donner les dimensions 45x34 mm, cocher 0.8 mm, important pour les lignes 50 ohms.
Par défaut la quantité est de 5 pour 4,90$
On peut demander plus, mais c'est plus cher bien sur.
Choisir la couleur du vernis épargne, le reste est bon.
Et surtout préciser ensuite dans les remarques "no solder mask on bottom side".
Sur ce genre de circuit, il ne faut pas de vernis sur la face bottom pour le contact électrique et thermique sur le radiateur et ils ont tendance à le rajouter par défaut.

Ici les fichiers de CAO modifiés pour un PCB au format des boîtiers SCHUBERT 55X37 mm

VERSION AVEC FILTRE PASSE BAS.

Pour les puristes, j'ai rajouté un filtre passe-bas en sortie pour la fréquence de 2450 MHz

Liste des composants :

Item

Quantité

Référence *=optionnel

Valeur

Boîtier

1

7

C1,C2,C3,C5,C6,C12*,C14*

100pF

CMS 0603

2

4

C4,C7,C10*,C13*

10nF

CMS 0603

3

2

C11,C8

1µF 35V

CMS 2512

4

1

C9

100nF

CMS 0603

5

 

C15,C16,C18

Non monté

CMS 0603

6

1

C17

1,5pF ATC600S

CMS 0603

7

1

F1*

LFCN-2500

CMS 1206

8

2

L1,L2

22nH MURATA LQG18HN22NJ00D

CMS 0603

9

2

L3*,L4*

47nH MURATA LQG18HN47NJ00D

CMS 0603

10

3

R1,R2,R3

100 Ω

CMS 1206

11

3

R4,R5,R6

0 Ω

CMS 1206

12

1

U1

SKY65017

CMS SOT89

13

1

U2

AH102A

CMS SOT89

14

1

U3

L7809CV/TO220 9V REG

TO220



 

J'ai sollicité un fournisseur pour une cotation tout assemblé.

Fichier de CAO correspondants ici.

Dans cette dernière version, j'ai rajouté la possibilité d'une alimentation par le coaxial sur la prise SMA d'entrée et la possibilité d'injecter une tension pour un éventuel amplificateur suivant.

Pour un AH102 la résistance de drain doit faire zéro Ohm. Si vous montez un MMIC qui fonctionne en 5V, le régulateur doit être changé par un L7805 et à ce moment là, c'est la résistance de drain du premier étage qui doit être passée à zéro Ohm.

A suivre...