Автор Тема: Синтезаторы СВЧ (synthesizer SHF)  (Прочитано 39068 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн R3GC Владимир

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2974
  • Репутация: +450/-63
Re: Синтезаторы СВЧ (synthesizer SHF)
« Ответ #195 : 20 Сентябрь 2017, 21:09:08 »
Недавно только обсуждали генераторы на ADF4350 и ADF4355,  а на ebay и алиэкспресс уже появились более высокочастотные генераторы на ADF5355
Также в виде просто платы без управления и готовые конструкции с цветным экраном.
Частоту можно задавать от 54 до 13600 МГц!!!
« Последнее редактирование: 20 Сентябрь 2017, 22:02:57 от R3GC Владимир »

Оффлайн khach

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 324
  • Репутация: +34/-6
Re: Синтезаторы СВЧ (synthesizer SHF)
« Ответ #196 : 21 Сентябрь 2017, 00:48:59 »
У ADF5355 на выходе очень сильная субгармоника, вернее пролаз основного тона VCO через удвоитель. Так что если это критично- надо фильтры ставить.
ИМХО ориентироваться лучше на ADF4356 (53.125 MHz to 6800 MHz) при необходимости применяя внешний удвоитель
А еще есть интересная микросхема от ТИ LMX2594 (10 MHz to 15 GHz without using an internal doubler) но она под санкциями :-(

Александр

Оффлайн UR5EIN Вячеслав

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 573
  • Репутация: +66/-14
Re: Синтезаторы СВЧ (synthesizer SHF)
« Ответ #197 : 07 Ноябрь 2017, 23:10:53 »
GE! При настройке гетеродинов 10 ГГц столкнулся с некоторыми сложностями. А именно – если до 5ГГц все получается  (условно) без проблем, то последняя ступень умножения 5ГГц* 2 (или 3,3ГГц*3) создает массу проблем. Внимательно перечитывал всю инфо по теме (а ее не так уж и много) увидел, что в свое время, на стадии освоения диапазона 5,7 ГГц (это прибл. 2009…2010…2011гг) очень многие сталкивались с подобной проблемой! А именно: имеем исходный сигнал 1,4 или 2,8 ГГц, подаем его на следующий каскад, на выходе….0,0… У меня как-то, к счастью, (а теперь можно сказать – к сожалению) этих проблем не было. Как-то я получал этот сигнал. Иногда, бывало, что очень слабого уровня, чем ожидалось, но как-то обходилось. Сейчас у меня возникла аналогичная проблема: имею сигнал 5ГГц (или 3,3 ГГц), причем достаточно мощный, подаю его на следующий каскад, вижу очень хорошую реакцию этого каскада на входной уровень, вижу очень мощный выходной сигнал, в котором (предположительно есть или должны быть гармоники), подаю на фильтр, результат…. На тех же форумах предположения и советы высказывались, в основном по замене типов р/э вроде MMIC-NPN-MOSFET…, но однозначного ответа я не видел…
В связи с этим решил последние ступени гетеродина строить на умножителях (удвоителях) по схеме двухполупериодного выпрямления. Они не очень широко у нас применяются, хотя их работа подробно описана (журналы «Радиофронт). Подобные каскады уже гарантированно дают нам пульсации напряжения с удвоенной входной частотой, поэтому, как я предполагал, с этим уже будет несколько легче. Для эксперимента сделал гетеродин с частотным раскладом: 827,5 МГц (ГУН на коаксиале, ФАПЧ  2,5 МГц/В) х3 = 2482,5 МГц (МПЛ фильтр, +УС) – фазовращатель (симм 2-х проводная линия) – удвоитель (2 диода с открывающим напряжением 0,15В, порог диода 0,18В) – МПЛ фильтр 4965 МГц  -  усилитель. Собирал и настраивал покаскадно, поэтому пока остановлюсь на этих каскадах. Первые каскады:ГУН, умножители, фильтры… никаких сложностей в настройке не вызывают. Затем 2,5 ГГц сигнал был у меня довольно мощный, поэтому выделить фильтром вторую гармонику труда не составило. Уровень сигнала по сравнению с классическими схемами умножения – просто огромный. Фильтр без проблем настроился, настраивал его еще без запаивания последующего каскада усилителя, причем его настройка довольно острая. Частотомер устойчиво показывал его частоту уже на  2-ом звене фильтра. На диоды подавал небольшое открывающее напряжение, но могу сказать, что особой прибавки это не дает (макс. 10…15%). Скорее всего из-за достаточно мощного входного уровня + ко всему это не только детектирование, здесь порог включения диода (мультипликативная помеха) играет положительную роль. Сейчас возникла мысль по этому принципу сделать довольно простой гетеродин для частоты 5616 МГц (последний каскад 1404*4 МГц).
Далее я усилил этот сигнал и подал на симметрирующее устройство в виде двухпроводной симметричной линии на ФР4 (на схеме этого нет, на фото видно – установлена вертикально). С выхода линии два диода, к ним прямо зонд в банку. Все это работало отлично! Постоянное выпрямленное напряжение я получал более 1В!!! (в удвоителе 5 ГГц 0,55…0,7В). На выходе банки – 0!!! Был запаян один каскад усилителя 10 ГГц. Затем начались «танцы с бубном»: на фото в галерее видно – отрезал плату, подставлял платки фильтров, усилителей с ТВ конвертеров… Здесь много не буду останавливаться, т.к. результат – нулевой. Потом уже, не видя никакого выхода, решил переделать симметрирующее устройство на базе кольцевого моста. Т.к. платка дополнительная, установил на входе  MMIC SGA6389Z, затем мост, 2 диода (сборка BAT63-07), баночный фильтр, 2 каскада усилителей. Все прекрасно заработало (до банки). На выходе – 0!!! (После банки был запаян один каскад). Ситуация, можно сказать – патовая. Уже на входе банки (по догадкам) – 10 ГГц пульсации, причем их уровень – ранее в гетеродинах я просто такого не допускал. На выходе – «0»!!! Я уже даже не видел выхода. Помогло в этом две случайности. Банка неоптимальна для входной частоты 5 ГГц, но как-то ее увидеть, думаю – можно. Расчетный зазор винта от платы для этого случая около 0,5мм (для 10 ГГц – порядка 2мм). Для этого я решил убрать двухполупериодное выпрямление: убрать один диод не получается - диодная сборка, решил закоротить диод. Это делать не желательно, т.к. нарушается режим работы по постоянному току. Раньше я разбалансировал смесители, параллельно диоду подпаивая любой СМД конденсатор. Здесь же почему-то я взял и замкнул диод перемычкой (первая случайность). Далее, когда я начал выкручивать винт, я не учел, что на нем была контргайка и он у меня не приближался достаточно близко к плате. Я продолжал выкручивать (вторая случайность). И тогда вдруг увидел резкий резонанс с очень приличным уровнем. Когда я глянул на положение винта… сразу пришлось включать частотомер. Это были 10 ГГц.
Я посмотрел на свои эксперименты… Схема абсурдная! Один диод КЗ, один работает. Затем сел нарисовал две сдвинутые синусоиды… и все стало понятно, как это работает! Мало того только так и может работать! На вложении «AC_DC» я попытался все это нарисовать. Слева графики классического выпрямителя. Справа – то что получилось. При анализе лучше за основной канал прохождения сигнала считать канал прямой (без диода). На рисунке – это правый верхний график. Положительный полупериод без проблем проходит на выход. Затем, когда должен быть отрицательный полупериод, в этот момент на канале с диодом – положительный. Диод производит «гашение» этого импульса. Диод производит через себя КЗ обмотки, принимает на себя «удар» - в этот момент на нем удвоенное напряжение. В результате на выходе остается мощный однополярный импульс, т.е. то, что мы пытаемся получить в каскаде при отсечке коллекторного тока.
Чтобы окончательно все проверить - проделал "лабораторную работу". Включил через ЛАТР низковольтный трансформатор и снял осцилограммы (это во вложениях F11 и F12, только диоды включены для получения "-").  Я по этому принципу сделал другой «незавершенный» гетеродин (просто с ним было меньше работы: вырезал фрезой  кусок платы, вставил дополнительную, и все ОК). Я смотрел после одного каскада усилителя. Уровень был такой, что если бы удалось прямо с него подать на смеситель трансвертера – было бы достаточно. Но учитывая, что еще кабель, разъемы… , запаял второй каскад. Сейчас похоже, с избытком.
P.S. Можно добавить, что схему это практически не усложняет. Необходим хороший уровень для открывания диода (для классики - транзистора он все равно нужен и не меньше!). Добавляется только симметрирующее устройство +  диод (вместо транзистора). Узел пассивный и  это создает некоторую "гальваническуюю" развязку между каскадами.  73!
« Последнее редактирование: 08 Ноябрь 2017, 00:06:55 от UR5EIN Вячеслав »

Оффлайн RA3APW Карен

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 353
  • Репутация: +58/-5
    • http://www.ra3apw.ru
  • QRA: KO85UV
Re: Синтезаторы СВЧ (synthesizer SHF)
« Ответ #198 : 04 Ноябрь 2018, 18:04:08 »
Новый весьма интересный синтезатор частоты ECC15K до 15 ГГц с низкими фазовыми шумами (-125 дБн/Гц на 10 ГГц при расстройке 10 кГц) от Микран.
Краткие характеристики в приложенном файле.
Карен, RA3APW

Оффлайн UR5EIN Вячеслав

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 573
  • Репутация: +66/-14
Re: Синтезаторы СВЧ (synthesizer SHF)
« Ответ #199 : 17 Февраль 2019, 20:00:35 »
Ранее в своих конструкциях синтезаторов частоты в  ГУНах использовал коаксиальные резонаторы от старых сотовых телефонов. Качественные параметры этих резонаторов отменные, но есть ряд недостатков, а точнее – ограничений в применении:
1.   Диапазон  900 МГц (+-)… т.е. можно реализовать 936(888,3) МГц (х6=5616(5330) МГц - гетеродин), 960 МГц (х6=5760МГц – маячок) или  852(827,5) МГц (х12=10224(9930)МГц – гетеродин), 864 МГц (х12=10368 МГц – маячок)
2.   Имеют свойства заканчиваться, заниматься поиском нет желания, хотя и сейчас на «вторичных» рынках их можно раздобыть.
Ранее пробовал делать различные самодельные ГУНы.  Этот опыт показал, что в любительских условиях это возможно (для ГУНов приемлемого качества) на L/4 коаксиалах.  Диапазон реализации для них также ограничен «сверху» частотой порядка 1,5 ГГц – уже из-за физической длины коаксиала. Хотелось бы уменьшить количество ступеней умножения, да и «пилить железо» для коаксиалов не всегда есть желание, а  для этого нужно приблизиться к частотам хотя бы порядка 2 ГГц.
Когда мне (приблизительно 5…7 лет назад) «попала в руки» программа «Ansoft Designer» для проектирования МПЛ фильтров, я в первую очередь смоделировал и изготовил фильтр на произвольную частоту, доступную для своего обозрения имеющимися приборами (Х1-50). Это была частота порядка 8хх,хх МГц. Я убедился в достоверности расчетов и в дальнейшем уже начал изготавливать фильтры, рассчитанные с помощью этой программы. Пользуюсь «облегченной», студенческой  версией и фильтры применяю те, которые имеются в библиотеке программы. Меня в первую очередь несколько озадачило, что эта библиотека предлагает не совсем обычную топологию фильтров с U – образными звеньями (вложение F1), но я не стал придавать этому особого внимания, т.к. проверил их работу по прибору. Впоследствии мне стала понятна мысль авторов проекта. При такой топологии (сильная связь между «хвостами»  U –колена) это звено принимает некоторое подобие двухпроводной симметричной линии (распределение поля также полностью этому соответствует). Из теории длинных линий, из-за уменьшения потерь на излучение добротность резонансных систем на основе двухпроводных линий значительно выше однопроводных. Например для «железа» габарит колебательной системы из двухпроводной линии по своему объему будет составлять 30…35% от габарита коаксиала. Поэтому давно была мысль изготовить ГУН на основе не L/4, а L/2 линии. Для этого сделал несколько штук МПЛ (одно звено фильтра) + плату ГУНа (вложение F2, транзистор BFR93). Получившиеся параметры подписаны там же. Меня в первую очередь интересовало, насколько «легко» запустится генератор (из-за этого и транзистор BFR93). После этого уже изготовил ГУН на более высокую частоту (вложение F3 – там же схема и параметры). На фото у свободной стороны звена припаян «флажок» как дополнительная емкость. Из-за того, что подключение в схему ГУНа несимметричное, возникает некоторый «перекос» в линии (точка с нулевым потенциалом находится не в месте изгиба, а ближе к транзистору). Подключение этого конденсатора ощутимо «поднимает» амплитуду колебаний. При реализации ГУНа на частОты в сотни МГц (до 1 ГГц) это может быть уже дискретный СМД конденсатор с номиналом в единицы пФ.
Еще один важный момент по этим ГУНам. Давно хотел проверить и был приятно удивлен. В качестве варикапа применил обычный ВЧ диод. Можно сказать, что специализированные диоды (варикапы типа ВВ833)  … просто отдыхают. Заметно по следующим признакам: даже при неполном включении через конденсатор в единицы пФ (для BB833 Сд=1…10пФ) у некоторых ГУНов происходит срыв генерации при малых напряжениях управления перестройкой – это область меньшей добротности варикапа, в Даташитах есть графики (интервал 0…1В вообще не рекомендуют применять). При установке обычного диода – генерация во всем диапазоне напряжений даже с полным включением без последовательного конденсатора. Исходя из полученных параметров ГУНа видно, что этот (с небольшой коррекцией) можно применить для построения относительно несложного гетеродина по схеме ГУН + *3(утроитель) для 5,7 ГГц или еще +*2 (удвоитель) для 10 ГГц. Из имеющегося – сделаю маячок для 10 ГГц (нужно установить частоту 1728 МГц, может даже добавлю *3). Во вложении  F4 практическая конструкция гетеродина 5325 МГц. По гетеродину привожу только схему ГУНа, зачем такая конфигурация (на два выхода) – ничего сказать не могу (попросил местный радиолюбитель). Здесь частота ГУНа установлена 887,5 МГц при напряжении управления 3В (среднее напряжение интервала 1…5В для подключения к выходу синтезатора на ADF4106, м/сх будет «привязана» к частоте промежуточного утроителя 2662,5 МГц). Диапазон перестройки ГУНа приблизительно 35 МГц (на схеме С2 = 2,2 + 1,5 пФ, с конденсатором 2,2 пФ был 25 МГц). 73!
« Последнее редактирование: 17 Февраль 2019, 20:32:30 от UR5EIN Вячеслав »