200 MHz'e kadar ucuz bir sinüs dalgası jeneratörü nasıl tasarlanır?

Tasarladığım bir anten analizörü için ucuz bir geniş bantlı osilatör yapmak istiyorum. Geniş bir frekans aralığında basit bir sinüs dalgası istiyorum. AD9851 gibi bir DDS IC kullanmak istemiyorum çünkü pahalı ve aşırıya kaçmış gibi geliyor.

200 MHz'e kadar 50 ohm kare dalga saati üretecek olan SI5351A'ya bakıyordum .

Bu kare dalga çıkışını 1 MHz - 200 MHz aralığında sinüs dalgasına dönüştürmek istiyorum. Bunu yapmanın en basit ve en ucuz yolu nedir?

Akla gelen iki fikir

1. OPA355 veya başka bir şey kullanan iki basamaklı op-amp entegratörü
2. Tüm frekans aralığını kapsayan temel hariç her şeyi filtreleyen bir dizi düşük geçiş filtresi. Örneğin, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 ve 256 MHz kesikli filtreler? Frekans yükseldikçe doğru filtre 8 portlu bir analog anahtarla değiştirilir. Bu çok fazla filtre gibi görünüyor, ancak tüm bu bileşenler tamamen pasif ve nispeten gevşek toleranslara sahip olacaktı.

Saat üreticisi IC kullanma yaklaşımı mantıklı mı? Eğer öyleyse, bu filtrelerden hangisi çıktıyı sinüs dalgasına dönüştürmek en mantıklıdır? Teşekkürler.

Anahtarlı filtre kümelerini kullanmaya hazırsanız, anahtarlamalı colpitts sinüs dalgası osilatörlerini kullanmayı da düşünebilirsiniz. Bir transistör size yeterince iyi bir sinüs dalgası sağlar ve birkaç varaktör diyot ekler ve 2: 1'den daha büyük bir aralıkta basit bir dc voltaj kontrolü elde edersiniz, yani bir colpitts devresi size 100 MHz ila 200 MHz verir (artı bir sonraki).

Yani, 8 transistör osilatörü işi yapacak ve sinüs dalgası saflığının yaklaşık% 5'ten daha iyi olacağını söyleyebilirim. Bu benim tercih ettiğim colpitts osilatör yapılandırması: -

http://www.radio-electronics.com/images/oscillator-voltage-controlled-circuit-01.gif

200 MHz'de çalışmasını sağlamak için 5 GHz fT'li bir transistör kullanmanızı öneririm. BB171 şu anda varaktör olarak mevcuttur ve 22: 1'lik çok iyi bir ayar oranına sahiptir. Bu ayar oranı,$\sqrt{22}$ ve bu potansiyel olarak 4: 1'in üzerindedir, ancak bu menzili basit bir colpitts osilatöründen tasarlayabilir ve düşük bozulma ve genlik kararlılığı elde ederseniz çok yetenekli olacaksınız.

Bir kalite dilimi eklemek için çıkışı bir HMC700 kesirli-N faz kilitli döngüye besleyebilir ve bu şekilde frekans ve kararlılık kontrolü elde edebilirsiniz (SPI kullanarak); çünkü aynı anda yalnızca bir osilatörünüz olduğu için, tek bir HMC700 tüm aralık için işi yapmalıdır.

8 sinyalden birini seçmek için pin diyotlarla yapılabilir, ancak HMC544A gibi bir RF analog anahtarı kullanılarak muhtemelen daha az beyin ağrısı ile yapılabilir . Başkaları olacak ama izolasyon yetenekleri yüksek olanları bulmanız gerekiyor.

Tüm frekans aralığını kapsayan bir grup indüktör seçmek için analog anahtarları da kullanabilirsiniz - bu bir başarı olacaktır çünkü başıboş ve kaçak kapasitans sorunları olacaktır, ancak ne kadar çok düşünürsem, alabileceğinizi düşünüyorum bir kolpit osilatöründen ve açılmış veya kapatılmış birkaç indüktörden en az 5: 1 frekans aralığı. Bu, osilatör sayısını yarıya indirir. Dikkate değer.

Bir kare dalganın temelini geçmek için anahtarlamalı alçak geçiren filtreleri kullanma konusundaki ikinci fikriniz, birçok ticari RF sinyal jeneratöründe yapılış şeklidir. Sinüs dalgasının ne kadar temiz olmasını istediğine bağlı. Bu tekniğin ekonomik bir versiyonunu kullanmak, harmoniklerin tipik, 30dB garantili bastırılmasını daha iyi elde etmek için oldukça zordur, ancak bu tür bir seviye birçok kullanım durumu için yeterlidir.

Maliyeti azaltmak ve tasarımı basitleştirmek için kullanabileceğiniz birkaç püf noktası vardır.

Birincisi, en azından daha yüksek frekanslar için yarım oktav adımlarında filtreler kullanmaktır. Bir kare dalganın nominal olarak bile harmonikleri yoktur, ancak bu, asimetri ve kırılma ile pratik cihazlar için bozulur, ancak önemli bir 2. harmonik elde edilir. Bazı düşük frekanslarda oktav bantlarına gidebilirsiniz.

Bir sonraki aşama, daha yüksek frekanslarda 'geri dönüş' pahasına geçiş bandının dikliğini artıran düşük dereceli eliptik tasarımlı filtreler kullanmaktır.

Bir sonraki adım, kasakadayı en yüksek frekansın (en düşük güç ve en düşük kazanca sahip olacağınız) en kısa, en az kayıplı yoldan geçecek ve frekans düştükçe daha fazla bölüm ekleyeceğiniz şekilde düzenlemektir. Kaskadın başlangıcında iyi tasarlanmış sabit bir 256MHz 'çatı' filtresi, 192MHz filtrenin geri dönüşüyle ​​ilgilenecek, bu ikisi 128MHz filtreyi işleyecek vb.

Sonraki, diğer anahtarlama teknolojilerini kullanmaktan daha ucuz ve daha kolay olan PIN diyotlarından akım geçirerek filtreleri değiştirmek. Önyargı akımı filtre serisi indüktörlerinden geçer, böylece filtre kademesindeki belirli bir noktada biassing filtrenin doğru kısmını açar ve geri kalanı kapanır.

Sonuncusu, filtreleri sadece makul bir frekansa indirmektir ve bir seferde bir DDS ve tek bir düşük geçiş filtresi ile alt frekans aralığını yapmaktır.