Белов Л.А. Устройства формирования СВЧ-сигналов и их компоненты (2010) (1095867), страница 14
Текст из файла (страница 14)
10 /8; она размещена в кор- -9 пусе с размерами 5)х25х40 мм. В <енераторах категории ОСХОг фирмы <сразсаИ Е!ее!гоп!св (.1<).» гарантированы выходная мощность 18+2 дБмВт на нагрузке 50 Ом, уровень гармоник — 30 дБ, уровень СПМ фазового шума на частоте !20 МГц при отстройке на 100 Гц не более — !37 дБ!Гц н уровень белою фазового шума при отстройках более 100 кГц не более -182 дБ/Гц, что представляешься ввт. гдв. гтввяв<вр посхо < наиболее низким уровнем среди генератолвтмв влвжтнвь<чв ттямоттв- ОСХО. ров кате<ории ОС Р Р УРо и нп Ряжоиивм Генератор, управляемый напряжением - ГУН (Уо!!айе С"ошгойег! ;::. ОБС1)!а!Ог Ъ СО), ред яе собой .
огову колеба ,';::- ную систему на биполярных или полевых транзисторах, которая фор- ::,: мирует на внешней нагрузке напряжение, близкое по форме к гармоническому, с частотои, изменяющейся нри вариации управляющего напряжения Е . В болылннстве моделей ГУН в качестве управителя :,—:„"частотой используется варикапная матрица из встречно включенных ,";диодов с запирающим управляющим напряжением. Б некоторых ГУН для управления частотой применяется высокодобротный стаби- !,:„-: лизирующий резонатор нз феррита на основе железои присного гра- !', - ната (ЖИГ-перестройка), резонансная частота которого изменяется в :- .зависимости от тока подмагничнвания Г катушки в цепи управления. К ГУН предъявляют основные технические требования, сформу- !:." ,лированные в з 2.! для источников колебаний с фиксированной час- :;:„;:. тотой.
В связи с функцией электронного управления частотой необ- )" ,' ходимо до~ юлннтельно использовать следующие характеристики: !) нижнюю»;, и верхнюю»' граничные частоты лиапазона элект- ' ' ронной перес~ройки частоты генерации. Вводят относительную ширину полосы перестройки частоты ВИ'---(»ь»;,)»о, где»о — (», + +» ) '2 — средняя частота; для ГУН с широкой полосой перес~ройки : - используется коэффициент перекрытия по частоте й —. », '»а. Например.
для октавного ГУН к»=- 2, ВИ'- 0,67; 2) среднюю по диапазону перестройки выходную мощность Р„„х И ее неравномерность в определенном диапазоне (Ротьег Чапайоп); 3) характеристики СПМ фазового шума вблизи несущей частоты о' (Е ) на краях диапазона перестройки; ;:.с:- 4) линейность молуляционной характеристики, которая описыва- ',-'::", ется пределами изменения крутизны (Тцп1пя Кепз)з)т)гу) управления Я = й»'ЙЕ в полосе перестройки управляющего напряжения от Еуля до Еу гпах' 5) инерционность управления частотой, которая характеризуется полосой пропускания частот по цепи модуляции (Тцп)пя Вапбзчи)зЬ) Еиол, в пределах которой девиация частоты выходного сигнала прн гармоническом управляющем воздействии уменьшается не более чем в »2 раз по сравнению с девиацией при медленном изменении Е в У тех же пределах, 7) вариации чувствительности к влиянию внешних факторов (температуры, напряжения питания, сопротивления нагрузки) в диапазоне управляющих напряжений, зок Г в цепи ыфравл ння частотой.
Варнкзй, который ~кзюльз~ ется в качестве управителя частотоп, находится в запертом состоянии, позгому постоянная составляющая тока управления 2,„в серелине шпервала изменения управлявшего напряжения не превосходит 10 мкА. Ток через варикап может существенно возрасти прн близких к нулю управляющих напряжениях из-за открывания р-л-перехода высокочастотным напряжением, что привелет к падению выходной мощности ГУН.
Открыванием р-л-перехола варикапа высокочастотным напряжением в области пробоя ограничено также наибольшее зна ~ение управляющего напряжения Е . В мире сотни фирм выпускают десятки тысяч моделей ГУН. Можно выделить следующие интернет-адреса фирм, изготовляющих наиболее высококачественную продукцию этого вида: и в в. ашр1~!оп(х.сош; ггм еп Ьп1це.согп; т»в ж.гетесгпайпшп.согп; вжв личчге(езя.сош; ез»ъ.ш (п(с(гсшгз.сот; в тгв.гпог)со(пс.сош; в ъ в, з)чегз(гпа.зе; птги.зупегйуштчаче.соуп; впгн. чсо!.сош; т»в'ъгксопип.оопп ъювыпаг)г(.сош,' ъввэп1!ей.сот; шъ.м.швтГрг(г(.сот; ггшзт.в!111!есп.сот; пвтгзнгепха.согп; ъв в ппсгопепсз.согп; във.шах(ш-(с.сот; ч'вчч.етгезеагс!з.сош; в в тчле!ечесп-гГ.сош, В табл.2.6 прелставлены параметры характерных моделей.
Выходная мощность ГУН обычно варьируется в пределах ат -5 до ',-!6 дБмВт. В некоторые модели встроены усилители, поэтому, например, ГУН фирмы «8(гегз !МА», имеют выходную мощность до +28 дБмВт в диапазоне миллиметровых волн. Генераторы, управляемые напряжением, на основе ЕС-элементов предназначены лзя диапазона частот ат 5 МГц до 26 ГГц. В интегральные схемы ГУН миллиметрового диапазона длин волн иногда включают широкополосный буферный умножитель частоты на 2 или на 4, который играе~ роль развязываюшего каскада для ослабления влияния нагрузки. а пониженная частота автогенератора облегчает построение колебательной системы с управлением частотой на вари- капе.
В микросхеме НМС739(.Р4 (рис. 2.19) размером 4х4 мм формируется выходной сигнал гармонической формы, частота которого на выходе ВРО(3Т устанавливается от 23.8 до 26,8 ГГц изменением управляющего напряжения Е„от 1 ло 13 В прн выходной мощности около 8 лБмВт и уровне СПМ ФШ вЂ”.93 дБ/Гц для отстройки на 100 кГц. Эта модель солержит последовательно включенные широкополосные делители частоты на 2 (на выводе йгООТг2 выходная мощность 4 дБмВт) и на 8 (на выводе КРООТ!16 выходная мощность -1 дБмВт). Такая структура облегчает организацию системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) для стабилизации дискретной сетки частот. 1' ,'р,,'' о ~~ К.КО К1НОО~ОД Е "'Е иннино *нножке1нец Г 1н ц55 '- у ниик; 51 он '„ 5 ко1оеь еооко11 як 'ен икннонйе1 Д 11одокк чнекоб5 1ск ~ 1, ~нР .1 — )+ иЛИ ' 5' )'Ъ оз ое1, эинеен1кке5 11Е1 "1н 1к 1К51) 5 е 1 к ю 1окжеф дд3 кнноккк<1нК вЂ” 4-~г-~~ кенкохнЕ Г !о 1О и о $ Е (ко ~е ~и 11ео "' '~~Т ~- ~с~- — ~й ~==ф $ ~5" Е ~1(5 (5 5,Т)5 Я ! Е Л 1 .
с", (с» ! !~с,' !» Р ("-.' !- > !Б + л » о > ~+ с с Е Е Е .~1~1~~,1 ~ ! ! > ° 3 У О Р О с' с. з б О »» Е Е Е с » з ал ~$ з О Р с Р »". с О. «' '»; з О Е +'с с О О + б~ РО с з Р з Е Е Р с с з с а Е О т»3 з с с Е»з 'е м Е. с. Р а 3 с О с з с 3 Р О Р С РЕК. с с з» й З Р з с. с. О 'Е Р " а с Е'„;Е Рс'Е » с с Р Р Р 'з Р 3 ~аз »С' Р с» В Б с ~ с с. Р РЗС »,Е И. Р с —. з О Р И Р у с с Г Р Р Лао !4о щпи ! кги юкти шакти 1 мтн Юмгн Г сис. 2.20. Н2тноиыс карактсрнстннн раксичнык ноаоиеи ГУН Из этого рисунка видно, что при одинаковых отстройках 1125 кГц) 5 (г) для РОБА-138 (точка Б) на 13 лБ лучше, чем для микросхемы )СОЯ-!100!.Х.
Однако при требуемой отстройке 1 МГц применение микросхемы 3СОБ-11001Л! обеспечивает Я, !! МГц) — -150 дБ Гц (точка А). В то же время при умножении несущей частоты после микросхемы РОБА-138 на Ас = 8 отношение лющности фазовых нестабильностей к мощности несущей увеличится на 20 188 = 18.1 дБ по сравнению со значением при отстройке на 125 кГц, Таким образом, на выходе умножителя СПМ фазового шума прн отстройке на ! МГц возрастет до — ! 28 дБ) Гц без учета дополнительного шума при умножении. Таким образом, прн указанной отстройке ~енерагор модели )СОБ-11001Лс! по уровню шума предпочтительнее генератора модели РОБА-138.
Однако надо, кроме того, сравнить значения уровня фазового шума на заданной несугцей частоте при минимальной допустимой отстройке Г: может оказаться, что в области минимальных отстроек преимущество будет за решением с низкочастотным кварцевым генератором. Типовые значения 5 веа составляют от !20 до .!30 лБ'Гц для рабочих частот менее 500 МГц и от -.95 до 102 дБ!Гц для ГУН с выходной частотой 2 — 3 ГГц. Среди малошумящих ГУН можно выделить модель М се'500-1343 с уровнем шума -147 дБ Гц на частоте 150 МГц при отстройке Г- 100 кГц и — 100 дБ)Гц при отсгройке Е- 1 кГц.
Для этой микросхемы зона белого частоз но~ о шума располагается при отстройках Е'-" 10 с 20 кГц, а уровень частотного белого 87 Н1УМа Эь о,„, Сэщсьсясййп Закйгй~ О~ ШУМОШШО СВОЙС1В йюпю НКОН напряжений ЕО и Е ' 'т Содержание высших гармоник в выходном сигнале ГУН зависит от айда колебательной сйстемы„режйма актйвного злемейта автогенератора и от рабочей точки варикапа. Уровень второй гармоники Аз изменяется в пределах от -7 дБ (НМС385) Р4) до --35 дБ 1.)ТО8-100) или - 40 дБ 1РОБА-138) Для снижения уровня высших гармоник в выходную цепь некоторых ГУН встраивают фильтры нижних частот, полавляюшие вторук1 и высшие гармоники.
В результате этого в М%500-1343 уровень второй гармоники не более -20 дБ, а третьей менее -40 дБ; в ЧО3262К/00 благодаря такому фильтру Аз = .30 дБ. Нужно отметить, что при использовании встроенных умножн гелей и делителей частоты в спектре выходного колебания появляются дополнительные дискретные комоинацнонные компоненты на половинной и на полуторной частотах 1в микросхеме НМС398О816О их уровень равняется "20 и — 30 дБ соответственно).
Питающие напряжения ГУН для большинства излелий составляют 3, 5 или 12 В. Ток потребления обычно не превышает 20 — 30 мА. В ряде ГУН встроен буферный усилитель для ослабления влияния вариаций нагрузки (например, ЛОБ-1025). В таких излелиях потребляемый ток достигает 140 мА. Генераторы повышенной выходной мощности на микросхеме ЧО3262К'00 потребляют до 300 мА. Для некоторых моделей ГУН нормируется время установления и спада мощности после коммутации питания: для микросхемы МАХ2753 т, „= 1О мкс, с„,„, =- 8 мкс. Модуляционные характеристики ГУН ЯЕ ) монотонны и, как правило, достаточно линейны 1рис. 2.21). Для выбора рабочей точки по д мго Р„~.
санат 1О 120 1ОО О 4 6 3 1О 2 4 16 Ей В Рнс. 2.21. Моасаанноннаа сарактернстнка Игзз-1За м1к в о. 'ю ю 1 2 з а е.в ' Рие. 2.22. ХаРактеРистики 5, (Ет) и ЯЕ,) Ллв ГУН чолелн ЕХ95-Отвес+ иРи Различ',ной теинераяуре окрржаююей аралии е, — унрааляюеиее нанряжение, 2тет) — чаюота, 5 (л'. ) ярынию яарактериетияи ''Гнраваения управляюшему напряжению с точки зрения линейности модуляции ' удобно использовать зависимость крутизны 5 (Е ) модуляционной :. Характеристики от управляюшего напряжения.
Из рис. 2.22 видно, :,что у генератора 2Х95-6740СР крутизна модуляционной характе' ристики изменяется в заметных пределах 70 — -95 МГц)В. В ГУН :, КОЗ-150 приняты меры по яннеаризации модуляционной характери' стики, поэтому ее характеристика Я (Е„) изменяется от 4,9 до 6,2 МГц)В. Некоторые ГУН разработаны для схем с напряжением управления : не более 3 В (Ъ'СО!91-2750()) или не более 5 В ()ТОЙ-ЗООР), во мно,,' гих случаях диапазон изменения управляющего напряжения значи,"тельно превышает напряжение питания активного элемента.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
