====== X-Band Low Noise Converter ======
Projektziel ist, einen X-Band-Empfangskonverter zu realieren. Dieser sollte als eigenständige Einheit funktionieren können und neben guter Empfangsperformance vor allem das Ziel der Nachbausicherheit erfüllen.

Als Anwendungsgebiete kommen der Empfang von Satelliten-Downlinks (v.a. Erdbeobachtungssatelliten) und der Nachweis von Deep-Space-Missionen in Betracht. Während erstere Anwendung vor allem Anforderungen an Phasenrauschen und Linearität stellt, erfordert letztere vor allem eine geringe Rauschzahl.

==== Anforderungsanalyse ====
  * Frequenzbereich: 8.0 - 8.5 GHz
  * ZF-Bereich: 1.0 - 1.5 GHz (kompatibel mit günstigen SDR-Lösungen, Sat-Empfängern, etc.)
  * Rauschzahl: <1 dB
  * Stromversorgung: 11-15V via ZF-Ausgang
  * LO-Stabilität durch 10 MHz-Eingang bestimmt
  * Phasenrauschen: Vergleichbar mit Ku-Band-PLL-LNB (TBD)
  * Spiegelfrequenzunterdrückung: >40 dB (TBD)
  * Alle Bauteile RND und bei Mouser erhältlich

==== Blockschaltbild ====
<code>
LNA - LNA - BP-Filter - LNA - Mixer - Amp - LP-Filter - Bias-Tee - IF Output
                                |
                                ----- Synthesizer - 10 MHz Input
</code>

==== Kosten ====
Preiskalkulation für Bestellungen von 5 Stück. Preise inkl. MwSt.

  * PCB: 57€ pro Leiterplatte (50€ inkl. Überlieferung)
    * Angebot LeitOn: {{ projekte:xconv:leiton-angebot.pdf |}}
  * Bauteile: 60€ pro Leiterplatte (ohne SMA)
  * Gehäuse: 9,70€ pro Leiterplatte
    * {{ projekte:xconv:auftragsbestaetigung_353976_8-1_.pdf | Bestellung}}
  * Gehäuse-Bearbeitung?

==== 8.4 GHz-LNA (Frontend) ====
Simulationsergebnisse aus ADS:
  * {{ projekte:xconv:x-band-wideband.pdf |Breitbandperformance}}
  * {{ projekte:xconv:x-band-passband.pdf |Passbandperformance}}

==== PCB ====
Elektronikdesign
  * Fertigung auf 0,51mm RO4003C
  * Schaltplan: {{ projekte:xconv:xconv.sch |Eagle}} {{ :projekte:xconv:xconv_schematic.pdf |PDF}}
  * Layout: {{ projekte:xconv:xconv.brd |Eagle}}, {{ projekte:xconv:xconv_v1.zip |Gerber}}
    * (Gerber-Translation für ADS-Layout: X=112, Y=-56,2)
  * ADS-Files: TODO
  * Digikey-Warenkorb: {{ :projekte:xconv:xconv_bom.xlsx |XLS}}
    * Es fehlen: 3x10pF 0402, 1x10R 0402, 2x33R 0402
    * enthält noch nicht die Anpassungen aus der Errata

Errata
  * Absorptive Resonanz im Nutzband des Bias-Tees
    * C55 von 10 nF auf 100 pF ändern
    * C14 nicht bestücken
  * Vorwiderstand für Lock-Detect-LED zu klein
    * R13 von 100 Ohm auf 1 kOhm vergrößern
  * Fehlender DC-Pfad für Referenzdetektor
    * C61 (100 nF) durch 0 Ohm-Widerstand ersetzen
  * ungerouteter Leiterzug zu VCO-Versorgungsspannung
    * Draht von C23 zu C24 ziehen
  * MIC5209 schwingt auf 10 kHz wegen zu niedrigem ESR des Ausgangskondensators
    * C54 (2u2 Kerko) durch 10u Tantal-Kondensator ersetzen
  * Sinus-zu-Rechteck-Wandlung mit Komparator produziert zu viel Phasenrauschen
    * U9 (ADCMP600) durch PL133-37 ersetzen
      * von PL133-37 Pin 6 entfernen, Pin 5 auf Pad 6 routen
    * R17, R25, C63, C62 nicht bestücken
    * C43, R26 durch 0 Ohm-Widerstand ersetzen
    * R18, R19 durch (Shottky)-Dioden ersetzen (R18 Anode an GND, R19 Kathode an Vcc)

{{projekte:xconv:pcb.png?600|}}

==== Inbetriebnahme / Messungen ====
  * Messung ZF-Leitung 
    * Insertion loss < 0.4 dB
    * Bestückungsänderung von 10pF||100nF zu 100pF erforderlich, siehe Bias Tee
    * Bias-Tee-Stub ist etwas zu kurz (Mittenfrequenz etwa 1.45 GHz statt 1.25 GHz)

  * Messung komplette ZF-Strecke
    * Gain > 30 dB
    * Bis 20 dBm Output noch keine Kompression messbar

  * Messung LNA + Filterung
    * Arbeitspunkte an allen Transistoren stimmig
      * 2 V an den Drains, 10 mA Strom
      * -0.3 bis -0.4 V an Gates

  * Bestückung & Messung LO
    * PLL erzeugt 4 dBm am Mixer-Port, genug Marge für spezifizierte LO-Power am Mixer
    * Stromverbrauch 110 mA
    * Schwingender MIC5209-5.0 erzeugte Spurs, Tantal-Elko am Ausgang notwendig (siehe Errata)
    * Phasenrauschen mit interner Referenz Datenblattkonform
      * Messung siehe {{:projekte:xconv:phasenoise-tcxo-3g5.jpg?linkonly|hier}}
    * Phasenrauschen mit externer Referenz 10-15 dB erhöht - Ursache ist der Random Jitter des ADCMP600
      * Ersetzt durch PL133-37, siehe Errata

  * Bestückung & Messung Mixer 
    * HF-Input -> Mixer-Output
    * Conversion Loss (Passband, LNA-Gain herausrechnen)

  * Bestückung & Messung ZF 
    * HF-Input -> IF-Output
    * IF-Gain (Passband, LNA-Gain und Mixer Conversion Loss herausrechnen
    * Gesamtperformance (Gain, NF)


==== Gehäuse ====
  * Solidworks Design-Files: TODO  * 
  * Zeichungen
    * Gehäusekörper: {{ projekte:xconv:case.pdf |PDF}}, {{ :projekte:xconv:case.step |STEP}}
    * Deckel: {{ projekte:xconv:top.pdf |PDF}}, {{ :projekte:xconv:top.step |STEP}}

{{projekte:xconv:pcb_in_case.png?600|}}