１石広帯域アンプーその3（2信号特性の測定）

１．測定の準備

以上の構成にて、測定しました。

SGの最大出力は（100で計算。）

ハイブリッドを通した後の最大出力は、片側で+0.5dBm

ハイブリッドの後で、アッテネータを入れると、便利なんですが、持ち合わせていません。

測定結果の入力レベルは、片側のレベルです。（まさか、両方合わせた2倍のレベルで、プロットするんじゃないでしょうね...）

生まれて初めて、2信号特性を計測するので、なんにも訳がわからなくて...

...

相互変調と混変調の理論については、測定器玉手箱のホームページを参照しました。

http://www.orixrentec.co.jp/tmsite/know/know_konhen30.html

２．信号の純度は問題になるか？

高調波関係を調べてみました。

マイクロソフトのエクセルで計算しました。

値の大きい方から、小さい方を引いています。

その他

最初の表以外に、20MHz付近に相互変調歪の出る周波数は、ありませんでした。

（１１次を見逃していました。）

第３次相互調歪の成分に、第2高調波がありますので

純度は、大いに問題になります。

（何故なら

元から、SGの純度のせいで、最初から存在している第2高調波は

アンプの非直線性のために出来たものではないけれども

最初から存在する第2高調波と、元からの基本波が、アンプに入ってきたとして

上記の表から、

この、第2高調波と元の基本波の、いわゆる 第２次相互変調歪（f1-f2、f2-f1）が、

最初の基本波同士の第3次相互変調歪と、同じであるから。

うーっむ、難しい ）

元の信号の純度は、高ければ高い程よいのですが、

今回は、通常のメーカー製SGを使用しました。

（狭い周波数に限局すれば、自作の方がすぐれている）

混変調も問題になると思います。

基本波より、高調波のほうが、先に飽和することは、ありえないと思いますが

基本波が飽和してからは、問題になると思います。

注、混変調とは？

目的とする周波数信号の振幅が、他の周波数の信号によって、変化させられること

今回の例では

最初は、同じレベルだった２波が

片一方のレベルだけ上げると

レベルを変えていない方の信号のレベルが、違ってきています。（今の場合、下がっている）

このことを、いいます。

増幅器の飽和に、原因があると思います。

（実は、私は、よく解っていなかった...）

３．測定結果

以上の結果がでました。

インターセプトポイントは+30dBm （すこし、よすぎるのでは...）

Ic=10mAの時の最大出力は、計算では +15.3dBmでした。

（44節 交直流負荷線、最適コレクタ電流 に記載）

このアンプの、20MHz付近のゲインは、

測定では 約23dB。

（45節 1石広帯域アンプ（特性等）その１ に記載）

飽和入力レベル（1dB抑圧点）は、

計算では

+15.3dBm － 23dB ＝ -7.7dBm

上のグラフと、大体、一致していました。

（計算の仕方は、「トロイダルコア活用百科」ｐ.115 を参照しました。）

大体、一致しています。

しかし、解らないのは

アンプが飽和に達するより、ずっと前に、3rdIMDが既に現れてきている

ことです。

これは、増幅器の非直線性の為でしょうか？

そうだとすると、

もっと低い入力レベルで使わないと、あかんですね。

飽和入力レベル（1dB抑圧点）付近の測定です。

オシロでは、きれいに見えても

スペアナでは、-40dBに3rdIMDが... 5thIMDも見えてる..

ほんまもんは、-35ｄBm入力で見てみると

.

うーん、

オシロでは、違いが小さくて解りにくい...

もう一回比較します。

少し、解りました。

純度が高いピュアなほうは、縦が長い。

純度が低いほうは、頭が潰れています。

しかしですね、

純度が高いピュアなほうも、オシロのレベルを変えると

こうなって、違いが解らなくなってしまいました...とほほ

基本波出力と、2次高調波の出力の比較も、やってみましたが

アンプの飽和に達する前でも、

2次高調波の増え方のほうが、基本波の、それより大きいんです。

これも、アンプの非直線性の故なのでしょう...

結構、歪ますね...

1石のアンプでゲインを稼ぐのは、やはり、信号の再現性から

無理なのかも知れません。

交流的にも、帰還を掛けて、1石のゲインを欲張らないのが

よいのかも知れません。

とにかく、よい経験をしました。

精度が低い実験でも、結構楽しかったです。

最後に、この回路をそっくり、シミュレーションしたものを、掲載いたします。

入力を20mV,100mV,200mVp-pの3段階で試しました。

FFTの結果です。

H15.01.25