[minima] Re: for minima project

  • From: allison <ajp166@xxxxxxxxxxx>
  • To: minima@xxxxxxxxxxxxx
  • Date: Thu, 28 Jul 2016 08:51:55 -0400

On 7/28/16 12:58 AM, Ashhar Farhan wrote:

here are some scans of a 'minima' line up using diode mixer with a two transistor termination insensitive amplifer (same as the HF1). The IF is at 24 MHz and the low pass filter has a cut-off at 21 MHz.

As you can see, it works fairly well with all the spurs well below the -40dbc level. The QRP levels are actually more relaxed (less than 5 watts, can make do with -30dbc). Further, the low pass filters of the transmit side will suppress these even more.

I try to make all most stuff approach or exceed best practices. I've been known to run the
QRP radios into amps for power in the 30-300W range. For that reason alone I do better.

For transmit its ok. For receive here 40M has SW broadcasters and they tend to be extremely strong
so receiver front end design does get attention. I also have local AM (530-1750khz) stations
withing a few miles and they can raise all sorts of havoc in a receiver if they are not well
suppressed. Things like that tend for me to make radios with wide or unfiltered front ends
unpleasant to use and listen too.


Allison/KB1GMX





- farhan

On Thu, Jul 28, 2016 at 7:39 AM, allison <ajp166@xxxxxxxxxxx <mailto:ajp166@xxxxxxxxxxx>> wrote:

    On 07/27/2016 06:31 PM, Joe Rocci wrote:
    Qu of the varicap equals Rp/Xp. Paralleling varicaps halves both,
    so I can't  see how it improves the unloaded Q. Paralleling coils
    doesn't help for the same reason.

Measured says no. The distributed currents are important. However the Q doesn't double
    either.  Paralleld Xp is for the unit (pair) but each X and each R
    are getting a portion of the
    total current.     The coil case to get more inductance you use
    series not parallel.

    Even if we accept the the marginal Q its a means to tune a double
    or a triple tuned band pass.
    The losses at HF are less problematic as we are not working with a
    exotic high performance
    receiver or transmitter.  Even with loss and low Q it may beat
    trying to low pass and trap
    the IF.    If a mechanical cap (still not the highest Q) were
    available it would be better but
    then you  trade electronic problems with availability and
    mechanical ones.  No matter
what you vary its going to be a compromise over the active range. I was shooting for
    something that can work (least for one case I actually tried) and
    can be built without
    space, tools, and treasure that may be unavailable.

    For myself I'd grab a bag of latching relays and build band
    specific filters.  That we know
    can work but while its repetitive circuits is not always simple to
    do well (or tune up).

    One thing with any lossy system, gain is cheap.  That and for
    minima we are talking about
    better not perfect.  I do plan to build it and put it on Genesys
    and PNA and see,
    once I get a moment.


    Allison/KB1GMX




    Joe



    Sent from my Verizon Wireless 4G LTE Tablet


    -------- Original message --------
    From: allison <ajp166@xxxxxxxxxxx> <mailto:ajp166@xxxxxxxxxxx>
    Date: 07/27/2016 6:01 PM (GMT-05:00)
    To: minima@xxxxxxxxxxxxx <mailto:minima@xxxxxxxxxxxxx>
    Subject: [minima] Re: for minima project

    On 07/27/2016 01:43 PM, Joe Rocci wrote:
    > I agree in concept, except that varactor Q's are generally not good
    > enough to get low loss in a hi-Q, narrow band filter. Making the
    > coupling track over several octaves is also tricky. And then
    there's
    > the intermod potential, since the voltage on the varactors will
    be Q
    > times the input voltage. Problematic for me, but an academic
    exercise
    > since I've never actually tried to do it.
    >
    Joe,

    that is true the Q's are not so great.  However parallel diodes can
    improve the Q (their internal resistances
    are in parallel).

    IMD is a matter of signal levels and managing them. Also choice of
    inductance.
    I've modelled it and you need to parallel coils when you reach about
    10mhz to keep the coil Qs
    up but that's a relay (or two).      I did try it on a KNQ7A on 40M.
    The story there is they use a
    VXO so it only tunes maybe 25khz.  I dropped in a DDS to cover
    the band
    and found the
    double tuned front end  (antenna switch>>DTBP>>SA612) was rather
    narrow.  So I used
    a pair of 1n4007 (20PF as varicap) on each coil and tuned it with
    1.5V
    bias for the low end
    and at 6V bias it hit the high end.  Instant preselector.  Didn't
    test
    the bandwidth but the
    RX sensitivity was unchanged.  More importantly the killer BC
    stations
    above .200 didn't
    show as intermod.   I call than simple and good enough.

    Matching varicaps is a matter of fixed bias and a AADE LC-II
    though I've
    tested a bunch of
    MV109s and they seems to be very close to each other at several
    voltages.  Also the filter
    can be designed to tolerate some mistuning by way of bandwidth at
    center
    frequency.

    It can be an approach.  Also loss is tolerable if one uses a small
    amount of gain.


    Allison/Kb1GMX



    > Joe
    > W3JDR
    >
    > -----Original Message----- From: allison
    > Sent: Wednesday, July 27, 2016 1:11 PM
    > To: minima@xxxxxxxxxxxxx <mailto:minima@xxxxxxxxxxxxx>
    > Subject: [minima] Re: for minima project
    >
    > On 7/27/16 9:19 AM, Joe Rocci wrote:
    >> Allison
    >>
    >> As I recall, the problem with the original Minima was that the
    20 Mhz
    >> IF leakage through the mixer (IF-RF) wasn't sufficient to prevent
    >> unwanted transmit spurious at the IF frequency, and that the
    simple
    >> 2-band lowpass filter at the input didn't have adequate
    performance
    >> to improve it enough. I don't see any specification in the
    ADE-1 or
    >> SBL-1 datasheets for IF-RF rejection, but my recollection is that
    >> numerous packaged and home-brew mixer designs were evaluated
    with no
    >> definitive solution.
    >>
    > Yes that was it single balanced mixed had blow through and
    inadequate
    > balance.    The ADE/SBL rejection was typically
    > around 40db.
    >
    > If you don't filter and rely on balance then you need at least
    50db to
    > be "legal" and 56db would be suggested for
    > If rejection on transmit.  The secondary problem is even using
    high q
    > coils and caps a notch filter is wide enough that
    > 15m abd maybe even 17M performance is questionable.
    >
    >> I think the proper solution for the original minima is a lower IF
    >> frequency (maybe 9 MHz?) and switched bandpass filters at the
    >> front-end. One could use 2 CMOS bus switches and up to eight
    2-pole
    >> bandpass filters to accomplish this (I've done it and it works
    very
    >> nicely). The final product isn't much more complicated than the
    >> 2-band minima lowpass approach and can be implemented
    incrementally,
    >> adding one band filter at a time as desired. I think one could
    also
    >> consider this as a souped-up BIT-X.
    >>
    > Right again.  At 9mhz a notch filter has a much narrower and lower
    > loss.  Mixer performance is
    > NO worse and likely better and the only near band is 10.1
    (30M).  so a
    > filter in the 8.5mhz range
    > works well or move up to 11.5mhz.
    >
    > The problem of bandpass filters is the implied spec of minima, the
    > ability to tune a wide segment of HF with
    > one filter.  For receiving it may fly generally for
    transmitting band
    > pass filters per band are the safest way to
    > meet most PTT/FCC specs for spurs and harmonics.    It is
    possible to
    > cover 1.5-30mhz suing half octave low
    > pass and combined high pass filters but t will still be 5 or 6
    filters
    > needing to be switched in and out.
    >
> An alternate for that is tunable preselector/passband filters. In the
    > past that meant a big multigang cap or
> a rack of moveable slugs in coils with mechanical headaches. I'd trying
    > to do it using Varicap doides
    > to see if that can fly (allowing for tracking and IMD needs) as
    variable
    > DC is easier than a rack of gears.
    > Old school idea, newer parts.
    >
    >
    > Allison/KB1GMX
    >
    >> FWIW, my 2 cents and all that.
    >
    >>
    >> Joe
    >> W3JDR
    >>
    >> -----Original Message----- From: allison
    >> Sent: Wednesday, July 27, 2016 8:57 AM
    >> To: minima@xxxxxxxxxxxxx <mailto:minima@xxxxxxxxxxxxx>
    >> Subject: [minima] Re: for minima project
    >>
    >> On 7/26/16 1:54 AM, Ashhar Farhan wrote:
    >>> There are many ways to continue with the Minima:
    >>>
    >>> First:
    >>> If one crosses over to the fulll H-mode mixer, it might solve the
    >>> leakage problem. I have been trying to keep the design simple
    with
    >>> the KISS mixer. Our  (Joe and Mine) experiments wiht using MOS
    >>> switches were encouraging.
    >>>
    >> MOs switches or a fully balanged mixer works.
    >>
    >>> Second:
    >>> The other option is to just go with a diode mixer. I already
    have a
    >>> transceiver like that in the works with Si5351. It is a low-cost
    >>> design that works upto to 21 MHz and uses two oscillators for the
    >>> BFO and the VFO. A a post-mix amp had to be added between the
    diode
    >>> mixer and the crystal filter to provide decent termination to
    both
    >>> sides as well as overcome the filter loss. This is a pretty
    simple
    >>> design. The BFO and VFO are entirely software controlled. A
    single
    >>> LPF that cuts off at 21 Mhz is all that it takes. I will soon
    post
    >>> the details.
    >>>
    >> DBM is a easy way to get a balanced mixer. RF/IF gain is easy and
    >> cheap.
    >>
    >> Filters are both easy and hard, easy to suggest and without
    instruments
    >> or a procedure that
    >> uses easy to acquire gear hard to assure they work as
    expected. This is
    >> hampered by fear of
    >> making coils.
    >>
    >> Also the IF is too magic as crystal filters are scary for most
    and high
    >> HF filter being more so.
    >> As it works the 20mhz is not much better for images or wide
    tuning than
    >> 9, 10 or 11mhz
    >> because there will be some frequency or range that will be
    inaccessible
    >> as its the IF.  Also
    >> the lower frequencies its easier to obtain quality crystals.
    >>
    >> One solution is a preselection system.  The tube radios did
    this and at
    >> least one vendor
    >> (Tentec) did that on their early transceivers.  Ganged L or
    ganged C are
    >> a mechanical problem
    >> but with Varicaps I have prototyped this and considered it a
    possible
    >> approach.   Its another
    >> knob but it is less a problem if its a simple pot and can
    provide a
    >> higher selectivity front end
    >> which helpful in Eu and many places with high power SW broadcast
    >> stations.
    >>
    >>> Third:
    >>> The JFETs as mixers could be trouble as their gate-source and
    >>> gate-drain can go into conduction easily. Instead, if we use
    BS170
    >>> or 2N7000 kind of switching MOSFETS  it might just work.
    >>>
    >> capacitance from gate to drain is first order issue.  Then the
    drain
    >> source parasitic diode is the next problem.
    >> I did some work trying them using some TI parts (lower gate to
    dran
    >> capacitance) and it was not as good as
    >> Jfets properly biased.   The trick with Jfets is matched for
    Idss and
    >> gate cutoff (dual parts are good for this
    >> but scarce) and then raise to source to the gate cutoff value. The
    >> problem is its still a single balanced mixer.
    >>
    >>> The interesting thing is, though Minima itself was not a very
    >>> replicable design, it did teach us quite a lot. It is a robust
    >>> receiver and it has had a large number of spin-offs.
    >>
    >> Its trouble spots were the 20mhz filter, and the first mixer.
    Both are
    >> easily solved.
    >>
    >> I know from prior work I've done that a 16mhz filter is easier to
    >> realize and crystals
    >> had better temperature stability vs band width.   Also 16mhz
    is far
    >> enough from
    >> 14 and 18mhz to avoid spurs in ham bands and images.
    >>
    >> At HF a wide band RX or TRX is easier with a VHF if (45mhz or
    higher).
    >> But for monoband or
    >> a limited number of bands single conversion and a if at
    6-12mhz makes
    >> for a simple design
    >> with fewer issues with retaining good performance.
    >>
    >> Having built many monoband transceivers (160 through 2M SSB)
    and a few
    >> multiband plus
    >> a large number of receivers for various uses and tuning ranges
    there is
    >> experience.  There are
    >> few magic circuits (thought the DDS and SI570 may qualify) the
    basic
    >> radio is more a matter
    >> of trade offs and choices.  This has not changed since the 40s
    though
    >> the devices to attain
    >> the needed gain have.
    >>
    >> Allison/KB1GMX
    >>
    >>
    >>
    >>
    >>
    >
    >
    >
    >







Other related posts: