| 450MHzのクロック生成（その3） （2021年3月3日） |
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| じゃじゃ馬BGA2869のAMPの出力に
450MHzのBPFを入れました。 |
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| 450MHz成分は-0.86dBmでした。
BPFを通す前は+0.6dBmでしたから 1.5dBのロスです（まあまあです）。 450MHｚを基準にして、BPFに入れる前、入れた後の レベルを比較すると 周波数 BPFの前 BPFの後 前後の差(BPFの効果) -------------------------------------------------------------- 150MHｚ +12.4ｄB -47.1ｄB -59.5ｄB 300MHｚ - 8.0ｄB -24.1ｄB -16.1dB 600MHｚ -13.5ｄB -42.1ｄB -28.6ｄB 750MHｚ -11.3ｄB -44.1ｄB -32.8ｄB となりました。 シールドするともっと良くなるのかもしれません。 平日なので１時間半ぐらいしか作業できません。 予定ではこの後、リニアなAMPを入れて その後にも同じ450MHzのBPFを入れるのですが ちょっと物足りないかも。 BPFの特性が同じならば、最終的に こうなる↓はずですね。 周波数 BPFの後 ----------------------------- 150MHｚ -106ｄB 300MHｚ -40ｄB 600MHｚ -70ｄB 750MHｚ -77ｄB 300MHzの減衰がイマイチです。 150MHzのBPFと同様に3段同調型にした方が いいかもしれません。出力には余裕がありますので 数dBのロスが増えても、問題はないです。 まずはシールドしてみてから考えます。 300MHzがもう少し減衰してくれればいいのですが。 |
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| シールド板を立ててみました。
シールド板が無い時より、いくらかマシ（？）です。 450MHｚを基準として 周波数 シールド無し シールド有り -------------------------------------------------- 150MHz -47.1dB -47.3dB 300MHｚ -24.1dB -30.3dB 600MHz -42.1dB -37.3dB 750MHz -44.1dB -41.4dB う～ん。300MHzでの減衰は6dBほど増えましたが、 高い方は逆に甘くなりました。 この450MHzの分はエッチングして、ちゃんと作り直すことにします。 マイクロストリップラインちゅうもんにします（初めて）。 まあ、両面FR-4の基板で3mm幅の配線ラインにするだけですが。 この後に付けるAMP、さらにその後ろのBPFも含めて パターン化します。BPFは２段から3段にします。 |
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| 450MHzの近傍を測定してみました。
SPAN＝5kHzです。 いいのか？ |
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| これがスペアナの50MHｚのCAL信号です。 中心周波数以外は全く同じ条件です。 若干450MHzの方が若干ノイズっぽいような感じですけど、 裾の広がり具合がよく似ています。 9逓倍しているのだから、こんなもんですかね？ 私のスペアナの限界を感じます。 いずれにせよ、450MHzの部分は、もう一度作り直すことにします。 2021年3月12日 450MHzの出力部に不満なので、エッチングにて基板を作ることにしました。 久しぶりに press-n-peelでエッチングします。 最近、これでエッチングしなくなったのはうまくできなくなったから。 透明耐熱シートに青色の「何か」を均一に塗ったシートに レーザープリンタでパターンを印刷します。 このシートを、生基板の銅箔に密着させてアイロンで 熱を加えると、レーザープリンタのトナーが接着剤の役割をして 銅箔に青い「何か」が転写されます。この青い「何か」が エッチング液の腐蝕に耐えます。 ここがこのエッチング法の要です。 この銅箔への転写がうまくいかなかったのです。 アイロンの熱が充分に加わらないと、銅箔に転写されない部分が 多くなります（トナーが溶けず、銅箔に転写されない）。 熱を加え過ぎると、トナーが溶け過ぎて広がり、 細かい部分が一体化して転写されてしまい、パターンが くっついてしまいます。 ムカシは0.65mmピッチのSOPもいけたのですが、 最近はぜんぜんうまくいきませんでした。 何度も失敗してイヤになりました。 press-n-peelはかなり強力に銅箔に転写されますので これを剥がすのは力を入れてスチールウールで ゴシゴシこすらねばならず、たいへんです （アセトンで溶かすと良いそうですが、持っていない、 パーツクリーナではぜんぜんダメ、 シンナーは、、、臭いですからやっていません）。 ネットを徘徊してますと、press-n-peelには寿命があるようです。 買って何年もすると青い「何か」が固くなって転写がうまく されなくなるのです。 そこで新しいpress-n-peelを買いました。 A4大で、5枚で約￥2k。 もったいないので、切って使います。 そしてアイロンをやめて、「ラミネーター」を使うことにしました。 みんなこれでやっているようです。 アイロンだとどうしても均一に熱を加えることができません。 ラミネータ（紙の印刷物を、透明樹脂のフィルムで包む装置） をamazonで￥3kで買いました。 |
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| 転写し終えたところ。
ちょっと転写が不十分でした。 ラミネータに10回通したのですが、不足だったようです。 次にやる時は15回にしてみます。 今回は450MHzのBPFを作るので、ほぼ直線のラインなので テープ（梱包用の透明なやつ）と、マニキュアで修正して エッチングしました。 |
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| まあまあの出来です。
実験なのでこれで充分です。 当然ですがシルクもレジストも裏（ベタアース）へのVIAも ありません。VIAはドリルでφ1.0の穴をたくさん開けて、 スズメッキ線で、裏表をはんだ付けします。 一応、マイクロストリップラインにしてあります。 共振器同士の接続は50Ωではなく、200Ωぐらいなんですが それだと表のパターン幅は0.1mmとかになります。 50Ωだと幅3mmぐらいなんですが。 しかしモノの本によると細いパターンはインダクタンス成分が 生じるとのことで、とりあえず幅は1mmにしておきました。 （press-n-peelだと0.15mm幅は厳しい、ということもあって） うまくいったら中国の基板屋に出す予定です。 両面基板、100mm☓100mm以下、5枚で$4.9って、 press-n-peelの１枚分の価格です。 |
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| プリント基板に実装していきます。
シールド板を立てる位置をボールペンで 印を付けておきます。 コイルは前はφ0.8のスズメッキ線でしたが、 今回はφ1.2にしました。高Qを狙っています。 |
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| 同調３段BPF部分を実装しました。 |
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| 古い450MHzのBPFをスルーして 新しいBPFに150MHzのアンプ出力を同軸ケーブルで 接続しました。 |
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| これ↑が今回の450MHｚの3段同調型BPFの出力です。 以前よりも450MHz以外のレベルが相当さがりました。 450MHｚを基準として
前のBPFに比べて、150MHzで12dBほど、300MHzで25dBほど、 600MHｚで4～9dB、減衰量が増えました。 この後、リニアに18dBほど増幅して、同様の3段BPFに入れますので 150MHｚ、300MHz、600MHｚの不要成分は見えなくなるはずです。 シールド板もプリント基板の流用（銅の厚み＝35μm）から 厚み0.3mm（300μm）の銅板に変えました。 しっかり作れば改善される、という当たり前の結果となりました。 でも加工がたいへんになりました。 |
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| 両面基板でマイクロストリップラインになっています。
GNDにはφ1の穴をたくさんあけて、適宜、表面と裏面を φ0.8のスズメッキ線で接続しています。 かなりたくさん穴を開けました。 写真の下の方に、未処理の穴が開いているのが見えますね。 これもけっこう面倒です。 2021年3月22日 いろいろいじっていると、時々動作がおかしくなります。 発振対策したBGA2869が稀に発振してしまうようです。 この部分も作り直します。 |
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| 新たに作り直した50MHzの水晶発振器→BPF→AMP(BGA2869)の基板です。 穴だらけなのは、両面基板の裏・表を接続するものです。 φ1の穴で、φ0.8のメッキ線を通して、ひたすら裏と表を はんだ付けして接続します。 裏面は完全にベタGNDです。 |
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| 基板の右上、Gain=30dBのAMP（BGA2869）を載せる部分を拡大したところ。 6ピンのICです。足のピッチは0.65mmです。 6本のうち、3本がGNDで、残りの3本が入力・出力・電源ピンです。 左側の2本、右側の1本（青色で示しました）がGNDです。 左側の下が入力、 右側の上が出力、下が電源入力です。 このICの左右をGNDパターンで区切るのが安定動作の要のようです。 ピッチ変換基板ではこれができませんでした。 |
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| 部品を実装したところ。
安定に動作しました。 シールドは厚み0.3mmの銅板です。 まだ全てのシールドはしていません。 囲まれてしまうとはんだ付けしにくいので。 |
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| こちらが450MHzのアンプ基板です。
【450MHzのBPF】→【20dB AMP】→ 【450MHzのBPF】→【分配器】 となっています。 こちらもAMP部まで動作しました（上半分）。 あ～、新しいスペアナで測定した画面コピーが 白紙（スペアナの枠はあるのに、肝心の測定した波形が無い！） になっていました。何か設定があるんですね、、、 USBメモリが使えるのでルンルンだったのに。 最初の１枚がうまくPC上で見えたので（BMPファイル）、 あとはUSBメモリを抜き差しするのが面倒ですから PCで確認せずにどんどん測定してはUSBメモリに 記録してました（記録したつもりになっていた）。 有線LANもできるので、PCとはLANで繋いでおくと いいかもしれません（でもWindows98なんですよね）。 |
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