РЯД ПЕРЕСТРАИВАЕМЫХ ГЕНЕРАТОРОВ СВЧ С НИЗКИМ УРОВНЕМ ФАЗОВЫХ ШУМОВ

May 7, 2012 by admin Комментировать »

Горюнов И. В., Мякиньков В. Ю., Мальцев В. А., Рудый Ю. Б., Тыртышников А. В. ФГУП «НПП «ИСТОК» 191120, Россия, Московская обл., г. Фрязино, ул. Вокзальная, д. 2 тел. (095) 465-88-87, (095) 465-86-96, e-mail: iv_gorunov@mail.ru

Аннотация – Рассмотрен ряд перестраиваемых СВЧ генераторов с низким уровнем фазовых шумов. Представлены основные характеристики генераторов и приведены их схемотехнические решения.

I.  Введение

Дальнейшее повышение выходных и эксплутаци- онных характеристик генераторов СВЧ – диапазона по прежнему является одним из основных направлений в создании современных систем связи. Широкое распространение монолитных СВЧ генераторов а также сложных микросхем включающих в себя подобные генераторы позволило значительно снизить массогабаритные показатели различных категорий радио и электротехнической аппаратуры, повысить их КПД и сделать ее более доступной для широкого использования. Тем не менее, остается актуальной необходимость в создании широкополосных СВЧ генераторов с высокой линейностью перестроечной характеристики, с малыми габаритными размерами и низким уровнем частотных шумов при достаточно высоком значении средней крутизны перестройки. Потребность в таких генераторах определяется дальнейшим ростом технических требований предъявляемых к выходным параметрам СВЧ синтезаторов частоты и устройств на их основе.

II.  Основная часть

Разработанный ряд позволяет полностью перекрыть диапазон частот от 100 МГц до 5 ГГц генераторами с полосой перестройки от 20 до 150 % обладающих плотностью мощности частотно-фазовых шумов не хуже -90 дБ /Гц при отстройке от несущей на 10 кГц в диапазоне управляющих напряжений от 0 до 20 В и перепаде крутизны электрической перестройки не более 4.

Основные характеристики генераторов диапазона частот 110-1210 МГц и их схема представлены в таблице 1.

Количество литер

5

Диапазон AFpa6. МГц

110-1210

Крутизна S, МГц/В

6-37

Перепад крутизны AS.

1,5.3

Уровень частотных шумов на 10 кГц, дБ/Гц

<-95…<-105

Выходная мощность Рвых, мВт.

40-60

Основные характеристики генераторов диапазона частот 1200-3900 МГц и их схема представлены в таблице 2.

Количество литер

7

Диапазон AFpa6. МГц

1200-3900

Крутизна S, МГ ц/В

12-38

Перепад крутизны AS.

2…4

Уровень частотных шумов на 10 кГц, дБ/Гц

< – 95..-100

Выходная мощность Рвых, мВт.

13-40

Основные характеристики генераторов диапазона частот 3800 – 5000 МГц. и их схема представлены в таблице 3.

Количество литер

4

Диапазон AFpa6. МГц

3800 – 5000

Крутизна S, МГ ц/В

15-60

Перепад крутизны AS.

3

Уровень частотных шумов на 10 кГц, дБ/Гц

<-90

Выходная мощность Рвых, мВт.

13-40

Представленные схемы являются вариациями генератора Колпица. Такие генераторы характеризуется наличием емкостного делителя в цепи обратной связи и индуктивной резонансной цепью. В зависимости от диапазона генерируемых частот параллельный резонатор состоящий из индуктора и емкостной варактор- ной цепи включался в различные электроды транзистора. Основным свойством параллельного резонатора в генераторе Колпица является индуктивный импеданс на частоте генерации. Поэтому частота генерации такого генератора всегда ниже резонансной частоты параллельного резонансного контура. Резонансный контур состоит из варакторного диода и индуктивности, выполняемой на поликоровой подложке в виде микрополосковой линии. Хорошие результаты получены при использовании чип – индуктивностей. При параллельном резонансе ветвь резонатора имеет высокое сопротивление и работает как полосно- заграждающий фильтр. Схема Колрица считается малошумящей и тем не менее позволяет получить полосы перестройки до 150 %.

Низкочастотный диапазон реализован с использованием биполярного транзистора 2Т657. В диапазоне частот 1,5 – 5 ГГц использовался биполярный транзистор 2Т643. Генераторы успешно реализуются как на подложке из поликора размером 10x12x1 так и на текстолите с размерами 15x14x1. При создании генераторов использовалась импортная пассивная элементная база и импортные варакторы. Особые требования предъявляемые к уровню частотных шумов генераторов предполагали выбор варакторного диода сочетающего в себе малое последовательное сопротивление, большой коэффициент перекрытия малогабаритный корпус и требуемый диапазон емкостей. Хорошие результаты были получены при использовании варакторных диодов фирмы Infineon Technologies ряда ВВ535 … ВВ857 в корпусах SOD323 и SCD80. При питании от источника 9 В генераторы потребляют ток

44  мА. Рабочий диапазон температур -40 +60°С. при относительной нестабильности частоты в этом диапазоне не хуже +3><10′3.

I.    Заключение

Разработанный ряд генераторов позволяет повысить качественные и эксплуатационные характеристики синтезаторов частоты построенных на их основе за счет более простых схемных решений при сохранении качества выходного сигнала, а также существенно расширить номенклатуру выпускаемых отечественных изделий такого типа.

A SERIES OF TUNABLE MICROWAVE PHASE LOW NOISE OSCILLATORS

Goryunov I. V, Myakinkov V. Yu, Maltsev V. A.,

Rudy Yu. B., Tyrtyshnikov A. V.

Federal State Unitary Enterprise

«Research and Production Corporation «ISTOK» (FSUE «RPC»ISTOK»)

2a Vokzalnaya str., Fryazino – 191120,

Moscow Region, Russia Tel.: (095)465-88-87,(095)465-86-96 e-mail: iv_gorunov@mail.ru

Abstract – A series of tunable microwave phase low noise oscillators Is reviewed. In this paper we demonstrate the basic performances of oscillators and their circuitry solutions.

I.  Introduction

The further increase of output and operation conditions of microwave oscillators is one of main directions in creation of modern communications systems. The widespread occurrence of monolithic microwave oscillators and composite microcircuits including similar microwave oscillators has allowed to considerably lower mass – dimensional parameters of different categories of wireless and electrotechnical instrumentation, to increase their efficiency and to make it by more accessible for wide usage.

II.  Main part

The designed series allows to completely bridge over frequency band from 100MHz up to 5GHz by oscillators with a tunable band from 20 up to 150 % and having a phase-noise no more -90 dBc\Hz at 10 kHz frequency.

The basic performances of oscillators from 110 up to 1210 MHz and their circuitry are shown in the table 1.

The basic performances of oscillators from 1200 up to 3900 MHz and their circuitry are show in the table 2.

The basic performances of oscillators from 3800 up to 5000 MHz and their circuitry are shown in the table 3.

The Kolpit’s oscillatorare are introduced. These oscillators include capacitive divisor in a feedback loop and magnetic resonant circuit. Depending on range of oscillator frequencies the parallel resonator consisting of inducer and capacitive varactor is used in different welding rods. The basic property of parallel resonator in the Kolpit’s oscillator is the magnetic impedance on oscillator frequency. Therefore the frequency range of this oscillator is always lower than resonance frequency of parallel resonant circuit. The good results are obtained at the use of self- inductions chip – coefficient. The resonator branch has high resistivity and operates as rejector. The Kolpit’s allows to receive bands of rearrangement up to 150%. The low frequency band is realized using bipolar transistors 2T657. Within the frequency band of 1,5- 5 GHz bipolar transistors 2T643 were used. The oscillators are realized both on polycortex substrates with dimensions 10x12x1 and termazote substrates with dimensions 15x14x1. The range of temperatures from -40 up to+60°C at the relative frequency instability in this band is no more ±3><1 O’3.

III.  Conclusion

The designed series of oscillators allows to increase qualitative and operating characteristics of frequency synthesizers designed on their basis. It is essential to expand the nomenclature of domestic items of such type.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии»

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты