UKW-Vorverstärker mit einem MMIC Drucken E-Mail
Freitag, den 26. Juli 2013 um 20:08 Uhr

Ein UKW-Vorverstärker mit einem MMIC mal schnell so nebenbei aufgebaut

Mit einem MMIC habe ich einen experimentell aufgebauten UKW-Vorverstärker für ein UKW-Röhrenradio zusammengelötet. Da die Empfangsverbesserung so einfach ging, möchte ich den chaotischen Versuchsaufbau, welcher sich auf einer Lochrasterplatte befindet, präsentieren.

MMICs sind rauscharme Breitbandverstärker von 0 Hz bis mehrere GHz mit einer definierten Ein- und Ausgangsimpedanz von meistens 50 Ohm. Wikipedia: "Der englische Begriff monolithic microwave integrated circuit (MMIC; dt. ‚monolithischer Mikrowellenschaltkreis‘) bezeichnet eine spezielle Technik zur Herstellung von Hochfrequenzschaltkreisen. Dabei werden alle aktiven und passiven Komponenten auf einem Halbleiter-Substrat realisiert (Dicke typ. 100 µm). Die Miniaturisierung ermöglicht Schaltungen bis in den Bereich der Millimeterwellen."

Mit einem Widerstand und ein paar Kondensatoren sind mit einem MMIC mit wenig Aufwand HF-Vorverstärker aufgebaut. Die Dimensionierung des Vorwiderstands entnimmt man aus dem Datenblatt. Der Wert ist bei Verwendung als UKW-Vorverstärker nicht besonders kritisch. Die Verstärkung des MMIC liegt bei etwa 20 db bei 100 MHz. Allerdings sind diese Werte in meinem Fall nicht zu erreichen, da der Eingang und Ausgang in der Regel nicht mit 50 Ohm abgeschlossen ist.


Chaotischer Versuchsaufbau. Trotzdem funktionert es und die UKW-Stationen sind hier selbst im Keller klar und rauschfrei zu hören.

Die Schaltung ist immer ähnlich:


Die Schaltungen sehen immer ähnlich aus. Der Wert des Rbias ist von der Versorgungsspannung Vcc abhängig und dem Datenblatt zu entnehmen. Für die beiden Koppelkondensatoren habe ich 1 nF oder 680 pF genommen, für den Kondensator zwischen Masse und Vcc 100 nF Keramik. Die Werte sind unkritisch (Bildquelle: Wikipedia).

Im Versuchsaufbau habe ich die Masse des MMIC über einen 680pF-Kondensator mit dem einen Antennenanschluss des Radios angeschlossen, da ohne galvansiche Trennung Brummstellen beim Drehen über das UKW-Band auftraten. Die Brummstellen entstehen durch Rückkopplungen vom Ausgang des MMIC auf die Antenne.

Man nehme einen MMIC, der in einem relativ großen Gehäuse untergebracht ist, denn die MMICs sind wirklich winzig. Der Typ spielt bei UKW kaum eine Rolle. Jedoch sollte er noch bei 7 - 8 Volt Versorgungsspannung gut funktionieren. 7 bis 8 Volt können wir noch gut durch Einweggleichrichtung aus den 6,3 Volt der Heizspannung erzeugen. Versuchsweise hatte ich die Spannung auf 5 Volt heruntergedreht. Ein Unterschied im Empfang war nicht festzustellen. Einen Strom in der Größenordnung von etwa 70 mA benötigt ein MMIC. Für Batteriebetrieb sind MMICs also nicht geeignet.

Mein Versuchsaufbau verwendet einen Gali5+ von Mini-Circuits (Datenblatt Gali5+), von den ich mir aus den USA fünf Stück habe zuschicken lassen. Da die MMICs so klein sind, bewahre ich sie immer in den ursprünglichen Versandbeuteln auf und füge noch das ausgedruckte Datenblatt hinzu.


Versuchsaufbau auf einer Lochrasterplatte.


Nahaufnahme des MMIC. Das Einlöten auf einer gewöhnlichen Lochrasterplatte war etwas kritisch, ging aber gut mit einer Lupe und einer dünnen Lötspitze. Eine Lesebrille für ein paar Euro habe ich auch noch gebraucht.
 

Zwei Videos zum Vergleich: Einmal mit und einmal ohne MMIC als Vorverstärker.


OHNE MMIC: Durchkurbeln von 87,5 bis 108 MHz ohne MMIC als Vorverstärker, Antenne 1 m Draht im Keller.


MIT MMIC: Durchkurbeln von 87,5 bis 108 MHz mit MMIC als Vorverstärker, Antenne 1 m Draht im Keller.

Die Empfangsverbesserung sieht man an der Balkenanzeige des Radios und sie ist deutlich hörbar, denn der MMIC ist wesentlich rauschärmer als die alte Röhrentechnik der 1950er Jahre mit ihrer ECC85. Stationen, die verrauscht waren, sind nun teilweise glasklar zu hören. Es kann sich lohnen die Schaltung hinsichtlich der Anpassung am Ein- und Ausgang noch zu verbessern. Dies kann mit kleinen HF-Übertragern für den UKW-Bereich erfolgen. Es geht aber auch ohne großen Aufwand. Die Schaltung werde ich in das Radio integrieren.

Zuletzt aktualisiert am Samstag, den 07. März 2015 um 12:26 Uhr
 
3. Februar 2017

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