реклама на сайте
подробности

 
 
 
Reply to this topicStart new topic
> Разводка печатной платы многоканального УКВ приёмника (300 МГц), Как правильно подвести сигнал гетеродина ко всем приёмникам
AntiDriver
сообщение Aug 17 2014, 13:53
Сообщение #1


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 106
Регистрация: 1-05-13
Пользователь №: 76 699



Доброе время суток.
Занимаюсь разработкой трёхканального радиоприёмника (диапазон частот 280 - 300 МГц). Его задачей является измерение разности фаз на трёх разнесённых антеннах (устройство пеленгации).
В качестве приёмника была выбрана отечественная микросхема 1321ХД1У, аналог AD9874. В микросхеме содержится умножитель (радиочастотного сигнала и гетеродина), фильтр ПЧ, 24 разрядный АЦП и блок децимирующих фильтров. Цифровой выход передаётся на ПЛИС, где производится обработка результатов.
В микросхеме имеется внутренняя ФАПЧ гетеродина с дробным коэффициентом деления, однако было решено использовать внешний генератор частот AD9912 с целочисленным коэффициентом деления для уменьшения фазовых шумов (критично в данной ситуации).

Возник вопрос о том как правильно подвести сигнал гетеродина от AD9912 к трём микросхемам 1321ХД1У.

Вход гетеродина 1321 имеет входное сопротивление 65...95 кОм, амплитуда дифференциального напряжения сигнала гетеродина 0,2...1,65 В.
Выход 9912 имеет выходное сопротивление 50 Ом, амплитуда выходного напряжения 0,5 В (в чём не совсем уверен, в документации приведён параметр Voltage Compliance Range = 0,5 V, однако указано, что такое значение было измерено при условии работы на трансформатор с заземлённым отводом из середины).

Ниже показаны схемы включения микросхем приёмника и синтезатора частоты



Главным критерием является обеспечение одинаковой фазы сигнала гетеродина (критично вплоть до десятых долей градуса - одного градуса). В связи с чем необходимо проложить дорожки одинаковой длины.

Но только не совсем ясно с согласованием.
Длина волны на частоте 300 МГц с учётом того, что волна распространяется в диэлектрике FR4, равна 47 см. Насколько мне известно, линия считается длинной, если её длина больше восьмой части длины волны, то есть около 6 см.

В данной топологии как раз длина линии будет соизмерима с 6 см. В связи с чем необходимо проводить линии с контролируемым волновым сопротивлением. Но каким?

Идеальный вариант как мне кажется - от начала микросхемы отвести три линии с сопротивлением 150 Ом (300 Ом дифференциальное), согласовать у входа микросхем 1321 соответствующими резисторами. Однако такая линия оказалась невозможна в исполнении (планируется использовать многослойную плату с толщиной между слоями порядка 0,2 мм).

В связи с этим возникла идея отказаться от линий с контролируемым сопротивлением и применить обычные полосковые, друг под другом, во внутренних слоях.

Вот состояние разводки платы на данный момент:



Верхняя микросхема как раз и есть синтезатор частот, планирую расположить его на нижнем слое платы. Вход гетеродина на верхнем левом углу микросхем.

Что можете подсказать, какое решение здесь лучше всего применить?

Сообщение отредактировал AntiDriver - Aug 17 2014, 13:58
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Aner
сообщение Aug 17 2014, 15:00
Сообщение #2


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 4 869
Регистрация: 28-02-08
Из: СПБ
Пользователь №: 35 463



(...Длина волны на частоте 300 МГц с учётом того, что волна распространяется в диэлектрике FR4, равна 47 см...)
Это откуда? И какой эпсилон у вашего FR-4? И на каком слое эта линия?
Я бы делал все 50 (100 диф) омами и согласование на входе.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AntiDriver
сообщение Aug 17 2014, 16:04
Сообщение #3


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 106
Регистрация: 1-05-13
Пользователь №: 76 699



Длина волны - скорость света в вакууме, делённая на произведение частоты и корня диэлектрической проницаемости, для FR4 это порядка 4,5 ... 5. 50-Омные линии делать не хочется так как выход синтезатора 50 Ом и получается он будет нагружен на 50/3 = 17 Ом.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Aner
сообщение Aug 18 2014, 09:10
Сообщение #4


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 4 869
Регистрация: 28-02-08
Из: СПБ
Пользователь №: 35 463



Проверьте ваши прикидки хотябы с какой либо прогой типа Si9000, будет точнее. Потом есть чипы для раздачи фазы и буфера. У вас, в вашей задачи нет обязательного требования нулевой фазы всем, допустимы кратные сдвиги фаз. 50 Ом по многим причинам желательны, во всяком случае для проверки, отладки приборами. Также можно сделать ещё подключение 50 омным кабелем, это позволит делать подгонку проще, если потребуется. В плане шумов AD9874 лучше.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
vicnic
сообщение Aug 18 2014, 09:16
Сообщение #5


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 652
Регистрация: 3-08-05
Из: Saint-Petersburg
Пользователь №: 7 318



ИМХО, если брать реальные материалы и частоты, то я бы задавал диапазон Dk=4.0-4.2
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Aner
сообщение Aug 18 2014, 09:22
Сообщение #6


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 4 869
Регистрация: 28-02-08
Из: СПБ
Пользователь №: 35 463



QUOTE (vicnic @ Aug 18 2014, 12:16) *
ИМХО, если брать реальные материалы и частоты, то я бы задавал диапазон Dk=4.0-4.2

Да такое есть, причём разные производители FR-4 имеют разные материалы с эпсилон. Другой не оч приятный момент это то, что разброс этого эпсилон по плате разный и не всегда предсказуем.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
vicnic
сообщение Aug 18 2014, 09:55
Сообщение #7


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 652
Регистрация: 3-08-05
Из: Saint-Petersburg
Пользователь №: 7 318



Если хотим Dk c минимумом отклонений, то надо брать либо Rogers, либо Nelco. Допуск на отклонение Dk +/-0.05
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Major
сообщение Aug 19 2014, 03:29
Сообщение #8


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 618
Регистрация: 7-12-04
Из: Новосибирск
Пользователь №: 1 375



На выходе синтезатора поставить дифф. П-аттенюатор на 100 Ом.
Дальше две линии по 50 каждая. От линий короткие отводы к микросхемам.
На стороне микросхем, за емкостями два резистора ом по 300-500.
На конце двух линий согласование на 50 ом. Если линия связанная, то согласование на 100.
Такую конфигурацию легко промоделировать. Надо только знать емкости по входу (ну или Z(f)).


Go to the top of the page
 
+Quote Post
V_G
сообщение Aug 19 2014, 05:24
Сообщение #9


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 818
Регистрация: 15-10-09
Из: Владивосток
Пользователь №: 52 955



У меня в многоканальном приемнике от гетеродина с дифференциальным выходом сигнал идет на разветвитель ADA4302-4 и далее по согласованным дифпарам - собственно на приемники. Но требований по фазовой согласованности нет, надо посмотреть характеристики ИС.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AntiDriver
сообщение Aug 27 2014, 19:18
Сообщение #10


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 106
Регистрация: 1-05-13
Пользователь №: 76 699



В качестве решения данного вопроса было решено использовать разветвитель NB6L14S. Построен на операционных усилителях. Требует напряжения питания 2.5 Вольт. Были проведены реальные испытания (не мной), после которых было установлено что этот разветвитель не вносит больших искажений и фазовых шумов.
Go to the top of the page
 
+Quote Post

Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 3rd August 2025 - 12:17
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01413 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016