วิธีออกแบบเครื่องกำเนิดคลื่นไซน์ราคาถูกถึง 200 MHz

ฉันต้องการออสซิลเลเตอร์ wideband ราคาถูกสำหรับเครื่องวิเคราะห์เสาอากาศที่ฉันกำลังออกแบบ ฉันต้องการคลื่นไซน์อย่างง่ายในช่วงความถี่กว้าง ฉันไม่ต้องการใช้ DDS IC เช่นAD9851เนื่องจากมีราคาแพงและรู้สึกเหมือน overkill

ฉันกำลังดูSI5351Aซึ่งจะสร้างนาฬิกาคลื่นสี่เหลี่ยม 50 โอห์มสูงสุด 200 MHz

ฉันต้องการแปลงเอาต์พุตคลื่นสี่เหลี่ยมที่เป็นคลื่นไซน์ในช่วง 1 MHz - 200 MHz วิธีที่ง่ายที่สุดและถูกที่สุดในการทำเช่นนี้คืออะไร?

ความคิดสองประการที่อยู่ในใจคือ

1. ผู้ประกอบการติดตั้งแอมป์สองตัวแบบต่อเนื่องโดยใช้OPA355หรือบางอย่าง
2. ชุดของตัวกรองสัญญาณความถี่ต่ำที่กรองทุกอย่างยกเว้นพื้นฐานซึ่งครอบคลุมช่วงความถี่ทั้งหมด ตัวอย่างเช่นตัวกรองที่มีการตัด 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 และ 256 MHz ตัวกรองที่ถูกต้องจะถูกสลับไปเป็นสวิตช์อนาล็อก 8 พอร์ตในขณะที่ความถี่เพิ่มขึ้น ดูเหมือนว่าจะมีตัวกรองจำนวนมาก แต่ส่วนประกอบเหล่านี้ล้วน แต่แฝงตัวอยู่และจะมีความคลาดเคลื่อนค่อนข้างหลวม

วิธีการใช้ตัวกำเนิดสัญญาณนาฬิกามีความสมเหตุสมผลหรือไม่? หากตัวกรองใดที่เหมาะสมที่สุดในการแปลงเอาต์พุตเป็นคลื่นไซน์ ขอบคุณ

หากคุณพร้อมที่จะใช้ตัวกรองสลับของธนาคารคุณอาจลองใช้ตัวกรองสลับของตัวทำละลายคลื่นไซน์ ทรานซิสเตอร์หนึ่งตัวจะให้คุณมี sinewave ที่ดีพอและเพิ่มไดโอด varactor สองสามตัวและคุณจะได้รับการควบคุมแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงแบบง่ายของความถี่ในช่วงที่มากกว่า 2: 1 นั่นคือวงจร colpitts หนึ่งวงจรให้คุณ 100 MHz ถึง 200 MHz ถัดลงมา)

ดังนั้นออสซิลเลเตอร์ 8 ทรานซิสเตอร์จะทำงานและความบริสุทธิ์ของคลื่นวิทยุจะดีกว่าประมาณ 5% ที่ฉันจะบอก นี่คือการกำหนดค่า colpitts oscillator ที่ฉันโปรดปราน: -

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

ฉันแนะนำให้คุณใช้ทรานซิสเตอร์ที่มี 5 GHz fT เพื่อให้สามารถทำงานได้ที่ 200 MHz ขณะนี้ BB171 พร้อมใช้งานในฐานะ varactor และมีอัตราส่วนการปรับที่ดีมากที่ 22: 1 อัตราส่วนการปรับแต่งนี้แสดงถึงอัตราส่วนความถี่ของและอาจมีมากกว่า 4: 1 แต่คุณจะเก่งมากถ้าคุณสามารถกำหนดช่วงนี้จาก colpitts oscillator ง่าย ๆ และรับความผิดเพี้ยนต่ำและความเสถียรของแอมพลิจู$\sqrt{22}$

ในการเพิ่มคุณภาพของชิ้นงานคุณสามารถป้อนสัญญาณออกไปยังลูปการล็อคเฟสเศษส่วนHMC700และควบคุมความถี่และความเสถียรด้วยวิธีนี้ (โดยใช้ SPI) เนื่องจากคุณเลือกออสซิลเลเตอร์เพียงหนึ่งตัวในคราวเดียว HMC700 เดียวจึงควรทำงานได้ทั้งช่วง

เพื่อเลือกหนึ่งใน 8 สัญญาณที่สามารถทำได้ด้วยไดโอดขา แต่มันอาจจะสามารถทำได้ด้วยน้อยสมองอาการปวดโดยใช้สวิทช์ RF อนาล็อกเช่นHMC544A จะมีคนอื่น แต่คุณต้องหาคนที่มีความสามารถในการแยกสูง

คุณยังสามารถใช้สวิตช์แบบอนาล็อกเพื่อเลือกตัวเหนี่ยวนำที่ครอบคลุมช่วงความถี่ทั้งหมด - นี่จะเป็นความสำเร็จเพราะจะมีปัญหาเรื่องความสามารถในการหลงทางและการรั่วไหล แต่ยิ่งฉันคิดเกี่ยวกับมันมากเท่าไหร่ อย่างน้อยช่วงความถี่ 5: 1 จาก oscillator หนึ่ง colpitts และตัวเหนี่ยวนำสองตัวสลับเข้าหรือออก นี่จะทำให้จำนวนออสซิลเลเตอร์ลดลงครึ่งหนึ่ง ควรค่าแก่การพิจารณา.

แนวคิดที่สองของคุณในการใช้ตัวกรองความถี่ต่ำผ่านสวิตช์เพื่อส่งผ่านพื้นฐานของคลื่นสี่เหลี่ยมคือวิธีที่ใช้ในเครื่องกำเนิดสัญญาณ RF เชิงพาณิชย์หลายแห่ง มันขึ้นอยู่กับว่าคุณต้องการให้ sinewave สะอาดแค่ไหน มันค่อนข้างยากที่จะใช้เทคนิครุ่นประหยัดเพื่อให้ดีขึ้นกว่า 40dB โดยทั่วไป 30dB รับประกันการปราบปรามของฮาร์โมนิค แต่ระดับของประเภทนั้นเพียงพอสำหรับการใช้งานหลายกรณี

มีเทคนิคหลายอย่างที่คุณสามารถใช้เพื่อลดต้นทุนและลดความซับซ้อนของการออกแบบได้

อย่างแรกคือการใช้ตัวกรองที่ขั้นครึ่งขั้นแปดระดับอย่างน้อยที่สุดสำหรับความถี่ที่สูงขึ้น ถึงแม้ว่าคลื่นสี่เหลี่ยมจะไม่มีฮาร์มอนิก แต่สิ่งนี้ทำให้อุปกรณ์ที่ใช้งานได้จริงมีความสมมาตร ที่ความถี่ต่ำอย่างเหมาะสมคุณสามารถไปที่วงดนตรีระดับแปดเสียง

สิ่งต่อไปคือการใช้ฟิลเตอร์ที่มีการออกแบบรูปไข่ที่มีลำดับต่ำซึ่งช่วยเพิ่มความชันของช่วงการเปลี่ยนภาพโดยมีค่าใช้จ่ายในการ 'กลับมา' ที่ความถี่สูงขึ้น

ถัดไปคือการจัดเรียง casacade เพื่อให้ความถี่สูงสุด (ดังนั้นที่คุณมีแนวโน้มที่จะมีพลังงานต่ำสุดและกำไรต่ำสุด) จะผ่านที่สั้นที่สุดสูญเสียน้อยที่สุดเส้นทางและที่คุณเพิ่มส่วนเพิ่มเติมตามความถี่ลดลง ตัวกรอง 'หลังคา' 256MHz ที่ออกแบบมาอย่างดีคงที่ที่จุดเริ่มต้นของน้ำตกจะจัดการกับการกลับมาของตัวกรอง 192MHz ทั้งสองจัดการตัวกรอง 128MHz และอื่น ๆ ลง

ถัดไปคือการเปลี่ยนฟิลเตอร์โดยการส่งกระแสผ่านไดโอด PIN ซึ่งราคาถูกกว่าและง่ายกว่าการใช้เทคโนโลยีสวิตชิ่งอื่น กระแสไบแอสผ่านตัวเหนี่ยวนำชุดฟิลเตอร์ดังนั้นชีวมวล ณ จุดเฉพาะในสวิตช์กรองแบบคาสเคดบนส่วนที่ถูกต้องของตัวกรองและส่วนที่เหลือปิด

อันสุดท้ายคือกรองเฉพาะความถี่ที่เหมาะสมเท่านั้นและทำช่วงความถี่ต่ำสุดในครั้งเดียวด้วย DDS และฟิลเตอร์กรองความถี่ต่ำเดียว