home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ HAM Radio 1 / HamRadio.cdr / tech / design5 / tunedamp.txt < prev    next >
Text File  |  1986-05-27  |  10KB  |  289 lines

  1.  
  2. Multiple-tuned Amplifier Program
  3.  
  4. Jack Porter
  5. Cubic Corporation
  6. P. O. Box 85587
  7. San Diego, CA 92138
  8. (619) 277-6780
  9.  
  10. Permission to publish the above information is granted.
  11.  
  12.  
  13. The program was developed using a TRS-80 Model 4 computer with the DOSPLUS IV operating system and Model 4 Basic, a version of Microsoft Basic which is very similar to the one used on the IBM PC.  The program should run with very minor changes using any version of Microsoft Basic.  The effects of any statements which are peculiar to Model 4 Basic, DOSPLUS, or the Gemini 10 printer are explained by remarks in the program at those lines.
  14.  
  15. The program requires 16K of memory and a monochrome display. The display formats in the program use 80 columns and 24 lines.
  16.  
  17.  
  18. Abstract:
  19. This program is used to design tuned amplifier coupling networks which consist of one to eight tuned circuits each.  These filter networks may be of any conventional filter type, such as Butterworth, Chebyshev or Bessel.  The program calculates capacitor, inductor and resistor values, and transformer turns ratios required to form a filter network with a specified shape, center frequency, and bandwidth which will provide the desired mismatch ratios for the transistors which are coupled by it.  The program also calculates low-pass prototype element values for Butterworth and Chebyshev filters. For other types of filters these must be entered from the keyboard.
  20.  
  21.  
  22.  
  23. Variable Descriptions:
  24. Am: Chebyshev filter passband ripple in dB.  Am=0 for Butterworth filters.
  25. Ap: Power gain in dB.
  26. BS, BL: Imaginary parts of source and load admittances.
  27. BW: Bandwidth in MHz.
  28. Ck: Tuning capacitance of k'th tuned circuit in pF.
  29. Ck,k+1: Coupling capacitance between tuned circuits k and k+1.
  30. Ct: Total capacitance at each node in pF.
  31. F0: Design center frequency in MHz.
  32. Fc: Corrected center frequency used in calculations.
  33. GS, GL: Real parts of source and load admittances.
  34. K: Stern stability factor.
  35. L: Tuned circuit inductance in nH.
  36. Mia, Moa: Input and output mismatch ratios for transistor a.
  37. Mib, Mob: Mismatch ratios for transistor b.
  38. MS, ML: Source and load mismatch ratios.
  39. N: Number of tuned circuits.
  40. N1, N2: Turns ratios at filter input and output.
  41. Q0: Reciprocal of filter fractional bandwidth.  Q0=Fc/BW.
  42. Q1, Q2: Q's of the first and last tuned circuits in the filter.
  43. QL: Loaded Q of a single-tuned circuit.
  44. Qu: Unloaded circuit Q; approximately equal to inductor Q.
  45. r: Low-pass prototype filter termination resistance for N odd,
  46.    or conductance for N even.
  47. R1, R2: Loading resistance values at filter input and output.
  48. S: Alignment sensitivity.
  49. Y11, Y21, Y12, Y22: Transistor short circuit admittance parameters.
  50.      Enter these values in data statements in that order,
  51.      real part of each Y parameter first.
  52. Yi, Yo: Transistor input and output admittances.
  53.  
  54.  
  55.  
  56. Sample program run showing text which is displayed on the screen:
  57.  
  58. RUN "TUNEDAMP/BAS"
  59. TUNED AMPLIFIERS                                           05/12/86
  60. N, Am(dB)? 3, -1
  61. Prototype element values
  62.  1 ? 2.2034
  63.  2 ? .97051
  64.  3 ? .33742
  65. Prototype element values:
  66.  1  2.2034       2  .97051       3  .33742      
  67.  r= 1 
  68.  
  69. Print element values? Y
  70. TUNED AMPLIFIERS   N= 3    Am=-1                           05/12/86
  71. Transistors:
  72.  1. MRF904 10V 2.5mA  180 MHz            2. 2N4957 10V 2.0mA  180 MHz
  73. Coupling network types:
  74. 1. Interstage  2. Input  3. Output? 1
  75. Transistors? 1, 2
  76. Mia, Moa, Mib, Mob? 10, 20, 8, 12
  77. Ka= 2.833   Sa= .64357                   Kb= 5.0985   Sb= .454846 
  78. Are K and S OK? N
  79. Mia, Moa, Mib, Mob? 10, 50, 10, 20
  80. Ka= 6.88015   Sa= .378057                Kb= 10.0663   Sb= .270341 
  81. Are K and S OK? Y
  82. TUNED AMPLIFIERS   N= 3    Am=-1                           05/12/86
  83. Transistors:
  84.  1. MRF904 10V 2.5mA  180 MHz            2. 2N4957 10V 2.0mA  180 MHz
  85. Mia= 10            Moa= 50             Mib= 10             Mob= 20 
  86.  Ka= 6.88015        Sa= .378057         Kb= 10.0663         Sb= .270341 
  87.  
  88. F0(MHz), BW(MHz), Qu? 180, 15, 120
  89. Options:  1. Select C12  2. Select Ct  3. N1=1  4. N2=1? 1
  90. C12(pF)? .5
  91. Fc= 179.844 MHz                 Ap= 16.5514 dB
  92. Q1= 26.4178     Q2= 4.04552     Qu= 120 
  93. R1= 6207.32     R2= 679.082     N1= 2.53424     N2= 2.54096 
  94.  L= 89.3367 nH  Ct= 8.76639 pF
  95. C 1 = 7.80128   C 2 = 6.98868   C 3 = 5.48921   
  96. C 12 = .5       C 23 = 1.27771  
  97.  
  98. Print results? Y
  99. New C? N
  100. New M's? N
  101. TUNED AMPLIFIERS   N= 3    Am=-1                           05/12/86
  102. Transistors:
  103.  1. MRF904 10V 2.5mA  180 MHz            2. 2N4957 10V 2.0mA  180 MHz
  104. Coupling network types:
  105. 1. Interstage  2. Input  3. Output? 0
  106. TUNED AMPLIFIERS                                           05/12/86
  107. N, Am(dB)? 2, .1
  108. Specify:  1. Ripple BW   2. 3 dB BW? 2
  109. Prototype element values:
  110.  1  1.6545       2  1.22071     
  111.  r= .737811 
  112.  
  113. Print element values? N
  114. TUNED AMPLIFIERS   N= 2    Am= .1                          05/12/86
  115. Transistors:
  116.  1. MRF904 10V 2.5mA  180 MHz            2. 2N4957 10V 2.0mA  180 MHz
  117. Coupling network types:
  118. 1. Interstage  2. Input  3. Output? 2
  119. Transistor? 1
  120. GS, BS, MS, Mib, Mob? .02, 0, 2, 10, 50
  121. K= 6.88015      S= .378057 
  122. Are K and S OK? Y
  123. TUNED AMPLIFIERS   N= 2    Am= .1                          05/12/86
  124. Transistor:
  125.  1. MRF904 10V 2.5mA  180 MHz
  126.  MS= 2                                 Mib= 10             Mob= 50 
  127.                                          K= 6.88015          S= .378057 
  128.  
  129. F0(MHz), BW(MHz), Qu? 180, 15, 120
  130. Options:  1. Select C12  2. Select Ct  3. N1=1  4. N2=1? 1
  131. C12(pF)? .5
  132. Fc= 179.844 MHz                 Ap(Transducer)=-5.13807 dB
  133. Q1= 19.8367     Q2= 19.8368     Qu= 120 
  134. R1= 12263.2     R2= 5653.23     N1= 7.86234     N2= 4.82723 
  135.  L= 91.9257 nH  Ct= 8.51949 pF
  136. C 1 = 8.01949   C 2 = 7.50881   
  137. C 12 = .5       
  138.  
  139. Print results? Y
  140. New C? N
  141. New M's? N
  142. TUNED AMPLIFIERS   N= 2    Am= .1                          05/12/86
  143. Transistors:
  144.  1. MRF904 10V 2.5mA  180 MHz            2. 2N4957 10V 2.0mA  180 MHz
  145. Coupling network types:
  146. 1. Interstage  2. Input  3. Output? 0
  147. TUNED AMPLIFIERS                                           05/12/86
  148. N, Am(dB)? 1, 0
  149. Prototype element values:
  150.  1  2           
  151.  r= 1 
  152.  
  153. Print element values? N
  154. TUNED AMPLIFIERS   N= 1    Am= 0                           05/12/86
  155. Transistors:
  156.  1. MRF904 10V 2.5mA  180 MHz            2. 2N4957 10V 2.0mA  180 MHz
  157. Coupling network types:
  158. 1. Interstage  2. Input  3. Output? 3
  159. Transistor? 2
  160. Mia, Moa, ML, GL, BL? 10, 20, 1, .02, 0
  161. K= 10.0663      S= .270341 
  162. Are K and S OK? Y
  163. TUNED AMPLIFIERS   N= 1    Am= 0                           05/12/86
  164. Transistor:
  165.  2. 2N4957 10V 2.0mA  180 MHz
  166. Mia= 10            Moa= 20               ML= 1 
  167.   K= 10.0663         S= .270341 
  168.  
  169. F0(MHz), BW(MHz), Qu? 180, 25, 120
  170. Options:  1. Select C12  2. Select Ct  3. N1=1  4. N2=1? 3
  171. Fc= 179.565 MHz                 Ap= 20.4109 dB
  172. QL= 7.18262     Qu= 120 
  173. R1= 1033.43                     N1= 1           N2= 3.50168 
  174.  L= 37.8275 nH  Ct= 20.7677 pF
  175. C 1 = 18.8655   
  176.  
  177.  
  178. Print results? N
  179. New C? Y
  180. Options:  1. Select C12  2. Select Ct  3. N1=1  4. N2=1? 2
  181. Ct(pF)? 8
  182. Fc= 179.565 MHz                 Ap= 20.4109 dB
  183. QL= 7.18262     Qu= 120 
  184. R1= 2682.74                     N1= 1.6112      N2= 5.6419 
  185.  L= 98.1986 nH  Ct= 8 pF
  186. C 1 = 7.26726   
  187.  
  188.  
  189. Print results? Y
  190. New C? N
  191. New M's? N
  192. TUNED AMPLIFIERS   N= 1    Am= 0                           05/12/86
  193. Transistors:
  194.  1. MRF904 10V 2.5mA  180 MHz            2. 2N4957 10V 2.0mA  180 MHz
  195. Coupling network types:
  196. 1. Interstage  2. Input  3. Output? -1
  197.  
  198. Ready
  199.  
  200.  
  201.  
  202. Printer output from sample program run:
  203.  
  204. TUNED AMPLIFIERS         05/23/86
  205.  
  206.   N= 3 
  207. Prototype element values:
  208.  1  2.2034          2  .97051           3  .33742 
  209.  r= 1 
  210.  
  211. Transistors:
  212. MRF904 10V 2.5mA  180 MHz              2N4957 10V 2.0mA  180 MHz
  213. Y11= +1.730E-03 +5.063E-03j            Y11= +2.585E-03 +6.348E-03j
  214. Y21= +6.583E-02 -2.481E-02j            Y21= +5.396E-02 -2.084E-02j
  215. Y12= -2.305E-05 -5.248E-04j            Y12= -7.264E-08 -4.480E-04j
  216. Y22= +7.946E-05 +1.590E-03j            Y22= +1.397E-04 +1.296E-03j
  217.  
  218. Mia= 10            Moa= 50             Mib= 10             Mob= 20 
  219.  Ka= 6.88015        Sa= .378057         Kb= 10.0663         Sb= .270341 
  220. Yia= +5.317E-03 +1.345E-02j            Yib= +5.769E-03 +1.459E-02j
  221. Yoa= +8.434E-04 +3.375E-03j            Yob= +4.682E-04 +2.146E-03j
  222.  
  223.   N= 3 
  224.  F0= 180 MHz        BW= 15 MHz          Fc= 179.844 MHz
  225.  Ap= 16.5514 dB
  226.  Q1= 26.4178        Q2= 4.04552         Qu= 120 
  227.  R1= 6207.32 6      R2= 679.082 6
  228.  N1= 2.53424        N2= 2.54096 
  229.  
  230.   L= 89.3367 nH     Ct= 8.76639 pF
  231.  C1= 7.80128 pF
  232.                    C12= .5 pF
  233.  C2= 6.98868 pF
  234.                    C23= 1.27771 pF
  235.  C3= 5.48921 pF
  236.  
  237.  
  238. TUNED AMPLIFIERS         05/23/86
  239.  
  240. Transistor:
  241.                                        MRF904 10V 2.5mA  180 MHz
  242.                                        Y11= +1.730E-03 +5.063E-03j
  243.                                        Y21= +6.583E-02 -2.481E-02j
  244.                                        Y12= -2.305E-05 -5.248E-04j
  245.                                        Y22= +7.946E-05 +1.590E-03j
  246.  
  247.  MS= 2                                 Mib= 10             Mob= 50 
  248.                                          K= 6.88015          S= .378057 
  249.  GS= .02            BS= 0              Yib= +5.317E-03 +1.345E-02j
  250.                                        Yob= +8.434E-04 +3.375E-03j
  251.  
  252.   N= 2              Am= .1 dB          3 dB BW
  253.  F0= 180 MHz        BW= 15 MHz          Fc= 179.844 MHz
  254.  Ap(Transducer)=-5.13807 dB
  255.  Q1= 19.8367        Q2= 19.8368         Qu= 120 
  256.  R1= 12263.2 6      R2= 5653.23 6
  257.  N1= 7.86234        N2= 4.82723 
  258.  
  259.   L= 91.9257 nH     Ct= 8.51949 pF
  260.  C1= 8.01949 pF
  261.                    C12= .5 pF
  262.  C2= 7.50881 pF
  263.  
  264.  
  265. TUNED AMPLIFIERS         05/23/86
  266.  
  267. Transistor:
  268. 2N4957 10V 2.0mA  180 MHz
  269. Y11= +2.585E-03 +6.348E-03j
  270. Y21= +5.396E-02 -2.084E-02j
  271. Y12= -7.264E-08 -4.480E-04j
  272. Y22= +1.397E-04 +1.296E-03j
  273.  
  274. Mia= 10            Moa= 20               ML= 1 
  275.   K= 10.0663         S= .270341 
  276. Yia= +5.769E-03 +1.459E-02j
  277. Yoa= +4.682E-04 +2.146E-03j             GL= .02             BL= 0 
  278.  
  279.   N= 1              Am= 0 dB
  280.  F0= 180 MHz        BW= 25 MHz          Fc= 179.565 MHz
  281.  Ap= 20.4109 dB
  282.  QL= 7.18262                            Qu= 120 
  283.  R1= 2682.74 6
  284.  N1= 1.6112         N2= 5.6419 
  285.  
  286.   L= 98.1986 nH     Ct= 8 pF
  287.  C1= 7.26726 pF
  288.