250W PA für DATV via QO-100

Pegalanpassung, Mischung

Eine der wichtigsten Arbeiten bei dieser PA ist der Pegelplan und die daraus resultierenden Anpassungen. Mit Hilfe einiger Verstärker, Dämpfungsglieder und eines Kopplers werden die Signale des SSB und des DVB-S2 Senders auf den passenden Pegel gebracht und gemischt. Damit ist sogar gleichzeitiger SSB und DATV Betrieb möglich.

Ausgangswerte:

Zunächst wurden die Signalquellen vermessen um die Ausgangsbedingungen zu kennen, die Werste sind auf volle dBm gerundet.

Maximaler Ausgangspegel Adalm-Pluto mit DATV-Express: -13 dBm

Maximaler SSB Pegelkommend über das lange Koaxkabel vom Shack: +3 dBm

                       

DVB-S2 Zweig:

vom Pluto kommen -13dBm.

Diese werden mit einem billigen fernost RF Modul verstärkt. Dieses enthält einen 3M9009, welcher maximal +20dBm liefern kann. In dieser Schaltung wird er bis maximal +7dBm ausgesteuert wodurch er noch ausreichend linear ist. Bei höheren Aussteuerungen würde der Schulterabstand leiden.

Zur Mischung mit dem SSB Signal wird ein handelsüblicher 2,4 GHz Hybridkoppler SMD-Chip benutzt, den ich freundlicherweise samt Platine von DD1US zur Verfügung gestellt bekam. Dieser hat prinzipbedingt -3dB Dämpfung, um Aufbau/Stecker-Verluste zu berücksichtigen rechne ich mit -4dB. Nach dem Koppler verbleiben also noch +3dBm.

Als folgender Treiberverstärker kommt der CN-0417 zum Einsatz. Dieser ist mit 1 Watt spezifiziert und kann daher die benötigten knapp 100mW noch mit ausgezeichneter Linearität verstärken. Mit +20dB ist seine Verstärkung etwas zu hoch, weshalb ein -4dB Dämpfungsglied vorgeschaltet ist.

Damit steht am Ausgang des CN-0417 ein Maximalpegel von +19dBm (knapp 100mW) an.

Zusammen mit den +31dB der Leistungs-PA ergibt das einen maximalen Pegel von 50dBm (100W). Dieser wird natürlich nicht ausgefahren. Als durchschnittliche Leistung werde ich vermutlich irgendwo bei 40W benötigen. Die geringe Auslastung des Gesamtsystems kommt der Linearität zugute, was für ein ordentlich empfangbares DVB-S2 Signal sehr wichtig ist.

SSB Zweig:

der 2,4 GHz Mixer steht im Shack, dessen Ausgang ist über ein 80m langes Aircell-7 Kabel zur PA geführt. An der PA kommen noch ca. 5dBm an. Auf diesem Kabel wird auch die Phantomspeisung mitgeführt, weshalb es erstmal einen DC Splitter passieren muss, der knapp 2dB kostet. Es verbleiben noch 3dBm (2mW).

Die weiteren Pegel wurden durch obigen DVB-S2 Zweig vorgegeben. Die Verstärkung ist zu hoch für SSB, daher wird das Signal mit -9dB abgeschwächt. Es gehen also -6dBm in den Hybrid Koppler, an dessen Ausgang -10dBm übrig bleiben. Danach folgt die Abschwächung um 4dB sowie Verstärkung um 20dB, was in einem Steuerpegel von +6dBm für die PA resultiert.

Zusammen mit den +31dB der Leistungs-PA ergibt das einen maximalen Pegel von 37dBm (5 Watt)