home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ HAM Radio 1 / HamRadio.cdr / tech / rf4 / tunedamp.doc < prev    next >
Text File  |  1986-06-02  |  11KB  |  329 lines
  1. Note: Print using WS 3.3
  2.  
  3. Multiple-tuned Amplifier Program
  4.  
  5. Jack Porter
  6. Cubic Corporation
  7. P. O. Box 85587
  8. San Diego, CA 92138
  9. (619) 277-6780
  10.  
  11. Permission to publish the above information is granted.
  12.  
  13.  
  14. The program was developed using a TRS-80 Model 4 computer with the DOSPLUS
  15. IV operating system and Model 4 Basic, a version of Microsoft Basic which
  16. is very similar to the one used on the IBM PC.  The program should run
  17. with very minor changes using any version of Microsoft Basic.  The effects
  18. of any statements which are peculiar to Model 4 Basic, DOSPLUS, or the
  19. Gemini 10 printer are explained by remarks in the program at those lines.
  20.  
  21. The program requires 16K of memory and a monochrome display. The display
  22. formats in the program use 80 columns and 24 lines.
  23.  
  24.  
  25.  
  26.  
  27.  
  28. Abstract:
  29. This program is used to design tuned amplifier coupling networks which
  30. consist of one to eight tuned circuits each.  These filter networks may
  31. be of any conventional filter type, such as Butterworth, Chebyshev or
  32. Bessel.  The program calculates capacitor, inductor and resistor values,
  33. and transformer turns ratios required to form a filter network with a 
  34. specified shape, center frequency, and bandwidth which will provide the
  35. desired mismatch ratios for the transistors which are coupled by it. 
  36. The program also calculates low-pass prototype element values for
  37. Butterworth and Chebyshev filters. For other types of filters these
  38. must be entered from the keyboard.
  39.  
  40.  
  41.  
  42. Variable Descriptions:
  43. Am: Chebyshev filter passband ripple in dB.  Am=0 for Butterworth filters.
  44. Ap: Power gain in dB.
  45. BS, BL: Imaginary parts of source and load admittances.
  46. BW: Bandwidth in MHz.
  47. Ck: Tuning capacitance of k'th tuned circuit in pF.
  48. Ck,k+1: Coupling capacitance between tuned circuits k and k+1.
  49. Ct: Total capacitance at each node in pF.
  50. F0: Design center frequency in MHz.
  51. Fc: Corrected center frequency used in calculations.
  52. GS, GL: Real parts of source and load admittances.
  53. K: Stern stability factor.
  54. L: Tuned circuit inductance in nH.
  55. Mia, Moa: Input and output mismatch ratios for transistor a.
  56. Mib, Mob: Mismatch ratios for transistor b.
  57. MS, ML: Source and load mismatch ratios.
  58. N: Number of tuned circuits.
  59. N1, N2: Turns ratios at filter input and output.
  60. Q0: Reciprocal of filter fractional bandwidth.  Q0=Fc/BW.
  61. Q1, Q2: Q's of the first and last tuned circuits in the filter.
  62. QL: Loaded Q of a single-tuned circuit.
  63. Qu: Unloaded circuit Q; approximately equal to inductor Q.
  64. r: Low-pass prototype filter termination resistance for N odd,
  65.    or conductance for N even.
  66. R1, R2: Loading resistance values at filter input and output.
  67. S: Alignment sensitivity.
  68. Y11, Y21, Y12, Y22: Transistor short circuit admittance parameters.
  69.      Enter these values in data statements in that order,
  70.      real part of each Y parameter first.
  71. Yi, Yo: Transistor input and output admittances.
  72.  
  73.  
  74.  
  75.  
  76.  
  77.  
  78. Sample program run showing text which is displayed on the screen:
  79.  
  80. RUN "TUNEDAMP/BAS"
  81. TUNED AMPLIFIERS                                           05/12/86
  82. N, Am(dB)? 3, -1
  83. Prototype element values
  84.  1 ? 2.2034
  85.  2 ? .97051
  86.  3 ? .33742
  87. Prototype element values:
  88.  1  2.2034       2  .97051       3  .33742      
  89.  r= 1 
  90.  
  91. Print element values? Y
  92. TUNED AMPLIFIERS   N= 3    Am=-1                           05/12/86
  93. Transistors:
  94.  1. MRF904 10V 2.5mA  180 MHz            2. 2N4957 10V 2.0mA  180 MHz
  95. Coupling network types:
  96. 1. Interstage  2. Input  3. Output? 1
  97. Transistors? 1, 2
  98. Mia, Moa, Mib, Mob? 10, 20, 8, 12
  99. Ka= 2.833   Sa= .64357                   Kb= 5.0985   Sb= .454846 
  100. Are K and S OK? N
  101. Mia, Moa, Mib, Mob? 10, 50, 10, 20
  102. Ka= 6.88015   Sa= .378057                Kb= 10.0663   Sb= .270341 
  103. Are K and S OK? Y
  104. TUNED AMPLIFIERS   N= 3    Am=-1                           05/12/86
  105. Transistors:
  106.  1. MRF904 10V 2.5mA  180 MHz            2. 2N4957 10V 2.0mA  180 MHz
  107. Mia= 10            Moa= 50             Mib= 10             Mob= 20 
  108.  Ka= 6.88015        Sa= .378057         Kb= 10.0663         Sb= .270341 
  109.  
  110. F0(MHz), BW(MHz), Qu? 180, 15, 120
  111. Options:  1. Select C12  2. Select Ct  3. N1=1  4. N2=1? 1
  112. C12(pF)? .5
  113. Fc= 179.844 MHz                 Ap= 16.5514 dB
  114. Q1= 26.4178     Q2= 4.04552     Qu= 120 
  115. R1= 6207.32     R2= 679.082     N1= 2.53424     N2= 2.54096 
  116.  L= 89.3367 nH  Ct= 8.76639 pF
  117. C 1 = 7.80128   C 2 = 6.98868   C 3 = 5.48921   
  118. C 12 = .5       C 23 = 1.27771 
  119.  
  120.  
  121.  
  122.  
  123.  
  124. Print results? Y
  125. New C? N
  126. New M's? N
  127. TUNED AMPLIFIERS   N= 3    Am=-1                           05/12/86
  128. Transistors:
  129.  1. MRF904 10V 2.5mA  180 MHz            2. 2N4957 10V 2.0mA  180 MHz
  130. Coupling network types:
  131. 1. Interstage  2. Input  3. Output? 0
  132. TUNED AMPLIFIERS                                           05/12/86
  133. N, Am(dB)? 2, .1
  134. Specify:  1. Ripple BW   2. 3 dB BW? 2
  135. Prototype element values:
  136.  1  1.6545       2  1.22071     
  137.  r= .737811 
  138. Print element values? N
  139. TUNED AMPLIFIERS   N= 2    Am= .1                          05/12/86
  140. Transistors:
  141.  1. MRF904 10V 2.5mA  180 MHz            2. 2N4957 10V 2.0mA  180 MHz
  142. Coupling network types:
  143. 1. Interstage  2. Input  3. Output? 2
  144. Transistor? 1
  145. GS, BS, MS, Mib, Mob? .02, 0, 2, 10, 50
  146. K= 6.88015      S= .378057 
  147. Are K and S OK? Y
  148. TUNED AMPLIFIERS   N= 2    Am= .1                          05/12/86
  149. Transistor:
  150.  1. MRF904 10V 2.5mA  180 MHz
  151.  MS= 2                                 Mib= 10             Mob= 50 
  152.                                          K= 6.88015          S= .378057 
  153.  
  154. F0(MHz), BW(MHz), Qu? 180, 15, 120
  155. Options:  1. Select C12  2. Select Ct  3. N1=1  4. N2=1? 1
  156. C12(pF)? .5
  157. Fc= 179.844 MHz                 Ap(Transducer)=-5.13807 dB
  158. Q1= 19.8367     Q2= 19.8368     Qu= 120 
  159. R1= 12263.2     R2= 5653.23     N1= 7.86234     N2= 4.82723 
  160.  L= 91.9257 nH  Ct= 8.51949 pF
  161. C 1 = 8.01949   C 2 = 7.50881   
  162. C 12 = .5       
  163.  
  164.  
  165.  
  166.  
  167.  
  168. Print results? Y
  169. New C? N
  170. New M's? N
  171. TUNED AMPLIFIERS   N= 2    Am= .1                          05/12/86
  172. Transistors:
  173.  1. MRF904 10V 2.5mA  180 MHz            2. 2N4957 10V 2.0mA  180 MHz
  174. Coupling network types:
  175. 1. Interstage  2. Input  3. Output? 0
  176. TUNED AMPLIFIERS                                           05/12/86
  177. N, Am(dB)? 1, 0
  178. Prototype element values:
  179.  1  2           
  180.  r= 1 
  181.  
  182. Print element values? N
  183. TUNED AMPLIFIERS   N= 1    Am= 0                           05/12/86
  184. Transistors:
  185.  1. MRF904 10V 2.5mA  180 MHz            2. 2N4957 10V 2.0mA  180 MHz
  186. Coupling network types:
  187. 1. Interstage  2. Input  3. Output? 3
  188. Transistor? 2
  189. Mia, Moa, ML, GL, BL? 10, 20, 1, .02, 0
  190. K= 10.0663      S= .270341 
  191. Are K and S OK? Y
  192. TUNED AMPLIFIERS   N= 1    Am= 0                           05/12/86
  193. Transistor:
  194.  2. 2N4957 10V 2.0mA  180 MHz
  195. Mia= 10            Moa= 20               ML= 1 
  196.   K= 10.0663         S= .270341 
  197.  
  198. F0(MHz), BW(MHz), Qu? 180, 25, 120
  199. Options:  1. Select C12  2. Select Ct  3. N1=1  4. N2=1? 3
  200. Fc= 179.565 MHz                 Ap= 20.4109 dB
  201. QL= 7.18262     Qu= 120 
  202. R1= 1033.43                     N1= 1           N2= 3.50168 
  203.  L= 37.8275 nH  Ct= 20.7677 pF
  204. C 1 = 18.8655   
  205.  
  206.  
  207. Print results? N
  208. New C? Y
  209. Options:  1. Select C12  2. Select Ct  3. N1=1  4. N2=1? 2
  210. Ct(pF)? 8
  211. Fc= 179.565 MHz                 Ap= 20.4109 dB
  212. QL= 7.18262     Qu= 120 
  213. R1= 2682.74                     N1= 1.6112      N2= 5.6419 
  214.  L= 98.1986 nH  Ct= 8 pF
  215. C 1 = 7.26726   
  216.  
  217.  
  218.  
  219.  
  220.  
  221. Print results? Y
  222. New C? N
  223. New M's? N
  224. TUNED AMPLIFIERS   N= 1    Am= 0                           05/12/86
  225. Transistors:
  226.  1. MRF904 10V 2.5mA  180 MHz            2. 2N4957 10V 2.0mA  180 MHz
  227. Coupling network types:
  228. 1. Interstage  2. Input  3. Output? -1
  229.  
  230. Ready
  231.  
  232.  
  233.  
  234. Printer output from sample program run:
  235.  
  236. TUNED AMPLIFIERS         05/23/86
  237.  
  238.   N= 3 
  239. Prototype element values:
  240.  1  2.2034          2  .97051           3  .33742 
  241.  r= 1 
  242.  
  243. Transistors:
  244. MRF904 10V 2.5mA  180 MHz              2N4957 10V 2.0mA  180 MHz
  245. Y11= +1.730E-03 +5.063E-03j            Y11= +2.585E-03 +6.348E-03j
  246. Y21= +6.583E-02 -2.481E-02j            Y21= +5.396E-02 -2.084E-02j
  247. Y12= -2.305E-05 -5.248E-04j            Y12= -7.264E-08 -4.480E-04j
  248. Y22= +7.946E-05 +1.590E-03j            Y22= +1.397E-04 +1.296E-03j
  249.  
  250. Mia= 10            Moa= 50             Mib= 10             Mob= 20 
  251.  Ka= 6.88015        Sa= .378057         Kb= 10.0663         Sb= .270341 
  252. Yia= +5.317E-03 +1.345E-02j            Yib= +5.769E-03 +1.459E-02j
  253. Yoa= +8.434E-04 +3.375E-03j            Yob= +4.682E-04 +2.146E-03j
  254.  
  255.   N= 3 
  256.  F0= 180 MHz        BW= 15 MHz          Fc= 179.844 MHz
  257.  Ap= 16.5514 dB
  258.  Q1= 26.4178        Q2= 4.04552         Qu= 120 
  259.  R1= 6207.32 6      R2= 679.082 6
  260.  N1= 2.53424        N2= 2.54096 
  261.  
  262.   L= 89.3367 nH     Ct= 8.76639 pF
  263.  C1= 7.80128 pF
  264.                    C12= .5 pF
  265.  C2= 6.98868 pF
  266.                    C23= 1.27771 pF
  267.  C3= 5.48921 pF
  268.  
  269.  
  270.  
  271.  
  272.  
  273.  
  274. TUNED AMPLIFIERS         05/23/86
  275.  
  276. Transistor:
  277.                                        MRF904 10V 2.5mA  180 MHz
  278.                                        Y11= +1.730E-03 +5.063E-03j
  279.                                        Y21= +6.583E-02 -2.481E-02j
  280.                                        Y12= -2.305E-05 -5.248E-04j
  281.                                        Y22= +7.946E-05 +1.590E-03j
  282.  
  283.  MS= 2                                 Mib= 10             Mob= 50 
  284.                                          K= 6.88015          S= .378057 
  285.  GS= .02            BS= 0              Yib= +5.317E-03 +1.345E-02j
  286.                                        Yob= +8.434E-04 +3.375E-03j
  287.  
  288.   N= 2              Am= .1 dB          3 dB BW
  289.  F0= 180 MHz        BW= 15 MHz          Fc= 179.844 MHz
  290.  Ap(Transducer)=-5.13807 dB
  291.  Q1= 19.8367        Q2= 19.8368         Qu= 120 
  292.  R1= 12263.2 6      R2= 5653.23 6
  293.  N1= 7.86234        N2= 4.82723 
  294.  
  295.   L= 91.9257 nH     Ct= 8.51949 pF
  296.  C1= 8.01949 pF
  297.                    C12= .5 pF
  298.  C2= 7.50881 pF
  299.  
  300.  
  301.  
  302.  
  303.  
  304.  
  305.  
  306. TUNED AMPLIFIERS         05/23/86
  307.  
  308. Transistor:
  309. 2N4957 10V 2.0mA  180 MHz
  310. Y11= +2.585E-03 +6.348E-03j
  311. Y21= +5.396E-02 -2.084E-02j
  312. Y12= -7.264E-08 -4.480E-04j
  313. Y22= +1.397E-04 +1.296E-03j
  314.  
  315. Mia= 10            Moa= 20               ML= 1 
  316.   K= 10.0663         S= .270341 
  317. Yia= +5.769E-03 +1.459E-02j
  318. Yoa= +4.682E-04 +2.146E-03j             GL= .02             BL= 0 
  319.  
  320.   N= 1              Am= 0 dB
  321.  F0= 180 MHz        BW= 25 MHz          Fc= 179.565 MHz
  322.  Ap= 20.4109 dB
  323.  QL= 7.18262                            Qu= 120 
  324.  R1= 2682.74 6
  325.  N1= 1.6112         N2= 5.6419 
  326.  
  327.   L= 98.1986 nH     Ct= 8 pF
  328.  C1= 7.26726 pF
  329.