Выбор транзистора для ГУН, Лучшие современные варианты Опции

[Waso]

Здравствуйте, уважаемые коллеги!

Тут мне на голову внезапно свалился ОКР на разработку интеллектуальных модулей синтезаторов частот, подобных PNP-1500-P22. Я разрабатывал синтезаторы с ФАПЧ, но ГУНы и буфера использовал готовые. Разрабатывать ГУН и СВЧ усилитель буду впервые.

Те, у кого есть практический опыт разработки ГУН-ов на микрополосковых резонаторах, пожалуйста, помогите выбрать транзисторы на ГУН и буфер! Лучше если это будет один и тотже транзистор. Технические характеристики модулей по ТЗ следующие:

Диапазон частот: 1 - 5 ГГц;
Фазовые шумы на отстройке 10кГц у готового модуля с ФАПЧ,
при диапазоне перестройки модуля 50МГц с шагом 2МГц: -116дБн/Гц;
при диапазоне перестройки модуля 1000МГц с шагом 1МГц: -93дБн/Гц;
Тоесть диапазон перестройки будет задаваться резонатором и варикапом, а транзистор должен быть один и тотже.
Гармоники -10дБн, спуры -70дБн.
Выходная мощность 7дБм.
Питание ГУНа: 5В, max 100мА.
Время перестройки не задано.

В качестве ФАПЧ будем использовать HMC703 (Noise floor -230dB/Hz Fractional Mode, Fpfd max 103MHz), пока наши соотечественники не повторят его рекорд по шумам. По теории фазовый шум на выходе ФАПЧ:

PNtotal = PNsyn + 20logN + 10logFpfd,

тогда

PNsyn = PNtotal - 20logN - 10logFpfd = -116 -26 -80 = -222

Т.е. теоретический запас до заявленного в ДШ пола на HMC703 -230dB/Hz совсем маленький - 8дБ, хотя по теории на отстройке 10кГц главную роль будут играть шумы синтезатора, но всеже даже при идеальном питании боюсь что ГУНчик может повлиять....

Как насчет старого доброго BFP620 ? Какие с ним могут быть подводные камни? Что есть лучше него сейчас?

[Dr.Drew]

От ГУН тут практически ничего не зависит. Только синтезатором будет определяться. Вы посмотрите на шумы микропоолсковых ГУН - минус 120-100 на 100 кГц - норма. Так, что полоса ФАПЧ от 100 кГц будет. А у вас требования только на 10 кГц. Если честно, усегда удивлялся догме, кочующей из одного ТЗ в другое, по поводу соотношения между шумами на 10 кГц и полосой перестройки. Ну не связанные это цифры при таком уровне требований! Здесь вообще можно всё в одно слить - сделать синтезатор с полосой перестройки 1 ГГц с шагом 1 МГц и шумами минус 116. Кстати, габариты какие? Как у PNP-1500? Мелковат...Может, взять DCO200400-5, прилепить к нему необходимые навески и сделать сразу 1-8 ГГц?

Завозное это дело - ГУНы разрабатывать.

Сообщение отредактировал Dr.Drew - Apr 10 2012, 09:07

[Waso]

Габариты 15х15х5мм с пометкой "уточняются на этапе разработки". Но сильно увеличить не дадут. Сам фшоке. Синтезатор в виде кристалла видать придется разваривать...

И всеже, посоветуйте хороший транзистор по своему опыту. Я пока роюсь в литературе по разработке ГУНов, но практических советов по параметрам транзисторов пока не нашел. =(

[vxi]

Из основных критериев выбора транзистора я бы выделил два:

1. Лучший транзистор для генератора представляет собой устройство с минимально возможным FT . Основное условие: FT<=2 х Fosc.

2. Фликер шума напрямую связан с током в транзисторе. Транзисторы с высоким Icmax использующиеся при низких
токах имеют лучший фликер шум. Нужно помнить что при уменьшении тока уменьшается и FT.

[ledum]

Быстрей всего, Вы уже видели, но несколько страниц начиная с http://electronix.ru/forum/index.php?showt...st&p=810241 посвящено ГУНам и синтезам (например, http://electronix.ru/forum/index.php?showt...st&p=811608 ) - там можно и типичные транзисторы посмотреть. Кстати, Вы дали требования по шумам на 10кГц, а на других расстояниях от несущей, что - нет требований? Плюс внимательно гляньте даташит на 703, например, в районе рис.21 и 22 - это обязательно надо учитывать. От запаса может не остаться и следа. Далее, при перестройке 1000МГц Вам опер придется ставить - некуда, да и что - 2 питания?

[Dr.Drew]

при перестройке 1000МГц Вам опер придется ставить - некуда, да и что - 2 питания?

3Д-монтаж...

Si, SiGe транзисторы от CEL (Renesas). Ну, что-то типа NE68119, NE66219, NE894M13. Говорят, NESG4030 хороши.
Хорошо себя зарекомендовали BFP650 Infineon.
Ну, а вообще, Ft не показатель. Я генераторы на КРП и BFP650 делаю от 0,9 до 3,5 ГГц с очень низкими шумами. А там режим такой, что Ft выше 20 ГГц тянет.
На фликкер шумы с такими транзисторами можно не смотреть - фликкерная граница ФШ перекроется полосой ФАПЧ.

[Waso]

vxi, Dr.Drew, спасибо за четкие советы по транзисторам.

ledum, спасибо что дали ссылку на фото ГУНов. Такто я знаком с той темой про плюшевых мишек. Но видать плохо знаком. По ТЗ требование по шумам только на 10кГц. Питаний предусмотрено аж 4 - синтезатор, ФД, фильтр (24В), ГУН. По месту - решаемо. Будем варить кристаллы. Только от интеллекта как у образца точно придется отказаться. Выведу голый интерфейс синтезатора наружу. По картинкам из даташита тоже спасибо что подсказали. Будем требовать заданную мощность опоры.

Да, я извиняюсь, не указал частоты по шумам: -116дБн/Гц - это 1-2ГГц, перестройка 5%. -93дБн/Гц - 2-4ГГц, 100%. И -85дБн/Гц 4-5ГГц, 10%. Такчто вполне решаемо, имхо. Просто в первом сообщении я пытался "спроецировать" требования с модуля на ГУН, потомучто именно он у меня сейчас вызывает ступор..

[Waso]

Продолжу собирать с миру по нитке в своей теме...

Посоветуйте пожалуйста российский ОУ, хороший для применения в фильтре фапч. Или тут нечего ловить? Я из всего списка моп выбрал только 140УД14, потомучто у него по входу хороший размах напряжения. Т.е. у него до rail-ов не доходит всего на 1,5В, а у остальных 2-4В. А на входе у меня 5В charge pump.

Вкорячил я этот УД14 на evalboard HMC703 вместо родного THS4031CD, ну обвязку поправил ессно, и получил горб ФШ на 100кГц около -94дБн. Фильтр пересчитывал и на 40кГц и на 400кГц. Горб почти не двигается.

А еще почемуто с этим ОУ фильтр стал чуствителен к выходному току чарч-пампа. При установке большого значения тока захват пропадает. Появляется пила на Vtune. С родным ОУ такого не наблюдалось.

И еще киньте пожалуйста практическую схему интегратора на транзисторах, ато то что я нашел слижком простое:

(Б.И.ГОРОШКОВ Радиоэлектронные устройства (справочник))
боюсь камней, и надо тогда еще выбирать малошумящие отечественные транзисторы... И SimPLL такого не знает... Как жить?

[Dr.Drew]

А с родным ОУ было всё нормально? Полосы ОУ хватает для ширины петли 100 кГц? Может устойчивость теряться при увеличении тока.

[Waso]

Да, полистал даташит, с полосой там действительно проблемы. Я поторопился, не думал что 100кГц или 400кГц это такая уж высокая частота для этого ОУ. Теперь понятно почему на 400 он у меня работал только при мизерно малом токе чарчпампа. 400 то это я расчитывал для тока 2,5мА. Если его уменьшать - падает и частота среза. У родного то GBW 200МГц, а у нашего 3Мгц максимум, если выкинуть кондер частотной коррекции, что не есть гуд. А у меня там коэф-т усиления около 7-и.

Но вот вопрос про горб открытый. По расчетам при большом phase margin (>60) этот горбик сглаживается. И с родным ОУ это так и было. А тут нет. Это шумы операционника? Я про случай фильтра на 40кГЦ...