Высокодобротный резонатор для VCO?, Выбор технологии Опции

[khach]

Помогите выбрать технологию для резонатора малошумящего VCO в диапазоне 1.5- 2.5 ГГц с перестройкой 30%. Какой резонатор будет иметь наибольшую добротность?
1- микрополосок
2- продвинутый микрополосок как в генераторах от Synergy microwaves
3- посеребренный пруток над проводящей поверхностью
3а- посеребренная прямоугольная в сечении скоба над проводящей поверхностью
4- коаксиальный из медной трубы
5- коаксиальный диэлектрический (керамика)
6- коаксиальный из отрезка полужесткого кабеля.
Хочется не особо разгонятся с габаритам и весом и иметь возможность подстройки частоты.

[FDS]

Ещё вариант DCFO35105-5 и умножить на 2

Прикрепленные файлы

 DCFO35105_5_1_.pdf ( 284.17 килобайт ) Кол-во скачиваний: 154

 

[wjs]

Смоделировал гун на обычном мпл резонаторе с одним варикапом (схема на рисунке) при перестройке в 500 мгц (1500-2000) в худшем случае при Vvar = 0.5 V как раз получается шум около -105 dbc/hz на 10 кгц

[rloc]

Смоделировал гун на обычном мпл резонаторе с одним варикапом (схема на рисунке) при перестройке в 500 мгц (1500-2000) в худшем случае при Vvar = 0.5 V как раз получается шум около -105 dbc/hz на 10 кгц

У фирмы Synergy для обычного microstrip получается намного хуже:


На частоте 2500MHz при отстройке на 10kHz шумы ~85dBc/Hz, для сравнения с вашими шумами нужно добавить ~4.4dB => ~90dBc/Hz (для 1500MHz). Скорей всего в вашей модели что-то не учтено.

И так, продолжая разговор о добротности варикапов, обратимся к эквивалентной схеме:


На основании которой можно приблизительно оценить добротность варикапа по следующей формуле:


Имея достаточное количество данных из даташита, легко посчитать добротность варикапа на любой частоте. Также можно сделать следующие выводы:
1) При уменьшении емкости варикапа, добротность его возрастает.
2) Последовательное соединение варикапов уменьшает добротность (сопротивление Rs увеличивается), параллельное - увеличивает (сопротивление Rs уменьшается).
3) Путем параллельного или последовательного соединения варикапа и конденсатора (с заведомо большей добротностью), можно увеличить добротность, но с одновременным сужением диапазона перестройки емкости.
Если я где ошибся, поправьте меня пожалуйста.
У меня получилось, что для частот 1500-2500ГГц, чтобы получить добротность выше 150, нужно выбирать варикапы с емкостью <1pF, и далее соединять нужное количество параллельно для обеспечения нужной емкости (рассматривались фирмы Macom и Infineon). Теоретически можно получить добротность и больше 200, тогда имеет смысл использовать коаксиальный резонатор с воздушным диэлектриком. Но мне почему-то кажется, что проще и дешевле использовать несколько связанных линий типа stripline или microstrip на подложках фирмы Rogers, ведь их суммарная добротность растет прямо пропорционально количеству линий (можно взять 3-4 связанных линии).

Варикапы что-то типа BB833 от спутниковых тюнеров высоковольтные (до 30 В). Хуже всего, что добротность варикапа на таких частотах известна весьма приблизительно.

Такие скорей всего не подойдут. Посмотрите лучше на BBY58. Там еще приведена схема VCO на 2300MHz, но шумы у него никудышные - 90dBc/Hz на 10kHz. Очень большой выбор у фирмы Macom, особенно в серии MA46

[wjs]

У фирмы Synergy для обычного microstrip получается намного хуже:


На частоте 2500MHz при отстройке на 10kHz шумы ~85dBc/Hz, для сравнения с вашими шумами нужно добавить ~4.4dB => ~90dBc/Hz (для 1500MHz). Скорей всего в вашей модели что-то не учтено.

И так, продолжая разговор о добротности варикапов, обратимся к эквивалентной схеме:


На основании которой можно приблизительно оценить добротность варикапа по следующей формуле:


Имея достаточное количество данных из даташита, легко посчитать добротность варикапа на любой частоте. Также можно сделать следующие выводы:
1) При уменьшении емкости варикапа, добротность его возрастает.
2) Последовательное соединение варикапов уменьшает добротность (сопротивление Rs увеличивается), параллельное - увеличивает (сопротивление Rs уменьшается).
3) Путем параллельного или последовательного соединения варикапа и конденсатора (с заведомо большей добротностью), можно увеличить добротность, но с одновременным сужением диапазона перестройки емкости.
Если я где ошибся, поправьте меня пожалуйста.
У меня получилось, что для частот 1500-2500ГГц, чтобы получить добротность выше 150, нужно выбирать варикапы с емкостью <1pF, и далее соединять нужное количество параллельно для обеспечения нужной емкости (рассматривались фирмы Macom и Infineon). Теоретически можно получить добротность и больше 200, тогда имеет смысл использовать коаксиальный резонатор с воздушным диэлектриком. Но мне почему-то кажется, что проще и дешевле использовать несколько связанных линий типа stripline или microstrip на подложках фирмы Rogers, ведь их суммарная добротность растет прямо пропорционально количеству линий (можно взять 3-4 связанных линии).

Такие скорей всего не подойдут. Посмотрите лучше на BBY58. Там еще приведена схема VCO на 2300MHz, но шумы у него никудышные - 90dBc/Hz на 10kHz. Очень большой выбор у фирмы Macom, особенно в серии MA46

1. Когда включаешь 2 варикапа последовательно их общая Q = Qvar т. к. 2Rs но и С/2

2. При моделировании я вроде учел все...резонатор там микрополосок на RO4003, а варикап взял smv-1407 (Rs = 0.6 Ohm, C = 1...4 pf).

вобще после моделирования я почти уверен что можно сделать -105 на 10 кгц и перестройку 25...28 %

но для надежности я бы всеж посоветовал делать два гуна с переключением, так точно получите
-107...-110 и будет круче чем у америкосов

3. Нашел вот спектр одного из гунов с шумом -93 dbc/Hz на тех же 10 кгц, который делал на 5 гиг тоже на микрополоске (размер 10 на 10 мм) правда перестройка у него 10 %, но и варикап там был какой-то не ахти какой, да и этот генератор был спроектирован на максимальную мощность в нагрузке и при желании его шумы можно уменьшить еще дбела на три, четыре, а может и больше.

[rloc]

1. Когда включаешь 2 варикапа последовательно их общая Q = Qvar т. к. 2Rs но и С/2

Я предполагал, что будет такой ответ. Прошу прощение за неполноту формулировки, подразумевалось, что при параллельном или последовательном соединении напряжение на общей сборке выставляется таким, чтобы емкость оставалась прежней (=С).

2. При моделировании я вроде учел все...резонатор там микрополосок на RO4003, а варикап взял smv-1407 (Rs = 0.6 Ohm, C = 1...4 pf).
вобще после моделирования я почти уверен что можно сделать -105 на 10 кгц и перестройку 25...28 %
но для надежности я бы всеж посоветовал делать два гуна с переключением, так точно получите
-107...-110 и будет круче чем у америкосов

Можно конечно в лоб решить вопрос и сделать N-ое количество переключаемых генераторов на диелектрических, керамических, ПАВ и прочих резонаторах. Но мы с вами разработчики, и должны более профессионально подойти к решению задачи.
Synergy может и американская компания, а человек, который для них разрабатывает - немецкий ученый, профессор Мюнхенского университета:

Код

Ulrich L. Rohde studied electrical engineering and radio communications at the Universities of Munich and Darmstadt, Germany. He holds his PhD degree in electrical engineering (1978) and his Sc.D. (hon. 1979) in radio communications, his Dr.-Ing. (2004) and several honorary degrees. He is president of communications Consulting Corp.; chairman of Synergy Microwave Corp., Paterson, NJ; and a partner of Rohde & Schwarz, Munich, Germany. He was previously president of Compact Software Inc., Paterson, NJ, and business area director for radio systems of RCA, Government Division, Camden, NJ. He is a professor of microwave circuit design and has held visiting professorships at several universities in the United States and Europe.

Вы готовы с ним поспорить?

3. Нашел вот спектр одного из гунов с шумом -93 dbc/Hz на тех же 10 кгц, который делал на 5 гиг тоже на микрополоске (размер 10 на 10 мм) правда перестройка у него 10 %, но и варикап там был какой-то не ахти какой, да и этот генератор был спроектирован на максимальную мощность в нагрузке и при желании его шумы можно уменьшить еще дбела на три, четыре, а может и больше.

Очень хорошие шумы, но есть вопрос, какой тип фильтра VBW использовался (log, linear, rms)?