Tracking Generator

スペアナがあると、欲しくなるTG（Tracking Generator）を作ることにします。

TGを作るときに、一番問題になるのが１ｓｔLoのスルーです。

TGの原理図です。 スペアナの１ｓｔLOの出力を１．０５GHｚの信号と MIXして０〜１GHｚの信号を取り出す物ですがここで 一番問題になるのが１．０５GHｚの信号がMIXを通っ てスペアナに入り込むことです。 入り込むと、スペアナの１ｓｔＩＦが１．０５GHｚなの で入り込んだ信号でノイズフロアが上昇しダイナッミク レンジが狭くなります。

アイソレーションを、なにも入れないで１ｓｔLOの出力をMIXにつないだときです。 ノイズフロアが上昇しています。 MIX　ＲＭＳ−３０ Ｌｏ　ＨＰ８６５７Ｂ　１．０５ＧＨｚ　＋７ｄｂｍ

手持ちのアイソレーションを１段入れたところです。 少しさがりましたが、十分ではありません。

手持ちのアイソレーションの特性です。 マーカーが１．０５GHｚですからその上が使う範囲になります。 上の線が、順方向　下の線が逆方向になります。 高い周波数では２５ｄｂ強アイソレーションがありますがこれぐらいでは十分ではありません。 これに見合うアイソレーションは、入手困難ですしもし入手できるとしてもかなり高額になると思われます。

使ったアイソレーションです。 以前ジャンクSHOPで詳細不明として入手したものです。

左が、順方向　右が逆方向の特性です。 ２GHｚ付近で使うものではと思われます。 今回は、このアイソレーションを少し改造して上の特性のようにして使っています。

そこで今回作ってみたのが、このアイソレーションアンプです。 回路図 考え方は、広帯域のMMCIC　uPC2708.uPC2709を使って広帯域増幅器を作りその前後にATTを入れて全体としてゲインは無くてもATTの力でアイソレーションを確保しようというものです。 ICのゲインは約１５ｄｂと２０ｄｂありますのでトータルで３５ｄｂのゲインになります。その間に合計５０ｄｂのATTを入れていますが通り抜けがあるため全体としては約５ｄｂのゲインがあります。

このアンプの全体の特性です。 （TG　Lebel＝−３０ｄｂｍ）

逆方向の特性です。 （TG　Lebel＝−１０ｄｂｍ） 約６５ｄｂのアイソレーションがあります。

このアイソレーションアンプを通してみたところノイズフロアの上昇はなくなりました。

TG出力を直接スペアナの入力につないだところです。 かなり暴れがあります。（SPAN=1GHｚ） 1stLOの出力をMAXHOLD機能を使ってみたところそれほどデコボコはありません。 暴れている原因はわかりませんが、ALCアンプを検討してみることにします。

スペアナを作る時に、RBWのフィルタとして実験したBW=1MHｚのフィルタをみてみました。 センター周波数＝５０MHｚ　スパン＝１００MHｚ RBW=２００KHｚ いい感じにトレースされています。

2008.01.06

その後、いろいろデータを集積した結果暴れがあるのはＴＧが悪いのではなくスペアナ本体の周波数特性が悪いためだと判りました。

左は、０−１００ＭＨｚのＴＧ出力を、自作スペアナでみたものです。 ４５ＭＨｚ付近にくぼみがあります。 右は、少し見づらいですが、ＳＧから０ｄｂｍの信号を１ＭＨｚ間隔で入力しスペアナのピークをトレースしたものです。 左のＴＧのトレースと一致しています。

フルスパンの様子です。 こちらも、ほぼ一致しています。

上の条件のときのＴＧの出力をＲ３１３１ＡのＭＡＸＨＯＬＤ機能を使ってみたものです。 ４５ＭＨｚ付近のくぼみはありません。 どうやら、スペアナの最初のＵＮＩＴに問題がありそうです。 対策としては、作り替えてみるつもりです。 （いろいろ思い当たるふしがあります）

結局、原因としては１ｓｔＬＯのミキサーの実装に問題がありました。

作ったミキサーを、シャーシに止めるために片面のプリント基板にハンダ付けしてそれをケースにネジ止めしていました。

これで、片面のプリント基板とシャーシの間に結合容量が発生したのが原因ではないかと考え作り直したところ暴れはなくなりました。

挿入した、rejection filterの特性です。 （TG　レベル　０ｄｂｍ）

挿入した、rejection filterです。 ８ｍｍ程度の、抵抗のリード線の切れ端を半円形にまるめて１０ｐFのトリマと並列に接続してそれを３段重ねています。 この調整は、かなり難しくスペアナ＋TGがないとかなり厳しいです。 矛盾した話ですが、スペアナとかTGを作るにはスペアナ＋TGが必需品です。

これは、１０５０MHｚのLO信号をrejection filterを通してスペアナの入力につないだときのフロアレベルの上昇の様子です。 若干盛り上がりはありますが、問題にならない範囲ではないかと思っています。

最終的な、０−１Ghzの間の様子です。 全体で±１．５ｄｂ（３ｄｂ）以内に入っています。

これは、０−５００ＭＨｚの間の様子です。 ほぼフラットの特性が得られています。

これは、自作の５００MｈｚのLPFの特性です。 Ｒ３１３１Ａと比較してもほぼ同じ特性が出ています。

こちらは、ＴＲ４１７２で同じＬＰＦの特性を見た物です。 十分実用になる物が出来たのではと思っています。

このスペアナ用に作った ＲＢＷ＝１０ＫＨｚのフィルタの特性をみてみました。 ＳＰＮ＝１２０ＫＨｚ ＲＢＷ＝１ＫＨｚ 中心周波数は、ＤＤＳの基準周波数がずれているため少し狂っています。

ほぼ完成した、ＴＧの内部です。 左上が、アイソレーションアンプ その右が、ＤＢＭ その右が、rejection filter 下に横になっているのが、出力アンプです。 最終的には、０ｄｂｍの出力があります。

裏側です。 左の黒い蓋の部分が、１０５０ＭＨｚのＰＬＬ　ＬＯです。 下の真中にあるのが、ＰＬＬの基準信号源となる１０ＭＨｚのＶＸＯです。 ここでＰＬＬ出力を変化させて、トラッキング調整をしています。 これに後、出力調整用のＡＴＴを付けてケースに収納して完成となる予定です。

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