PLVCXO als Steueroszillator fr Mikrowellenfrequenzaufbereitungen WolfHenning Rech DF

PL-VCXO als Steueroszillator für Mikrowellenfrequenzaufbereitungen Wolf-Henning Rech DF 9 IC Eisinger Str. 36/2 75245 Neulingen http: //www. df 9 ic. de 31. GHz Tagung Dorsten 2. 2008 Wolf-Henning Rech DF 9 IC

TVTR-Frequenzaufbereitungen z In DL übliche Frequenzaufbereitung z PLO („Brick“) (USA, preiswert aus Surplus) 31. GHz Tagung Dorsten 2. 2008 VHFXO Vervielfacherkette PLL Wolf-Henning Rech DF 9 IC GHz-Oszillator CTO/YTO/VCO LO-Signal 2

Frequenzstabile LOs für TVTR z Normale Frequenzaufbereitung z mit OCXO z mit PL-VCXO 10 MHz 31. GHz Tagung Dorsten 2. 2008 VHFXO Vervielfacherkette VHFOCXO Verstärker Vervielfacherkette VHFVCXO +PLL Verstärker Vervielfacherkette Wolf-Henning Rech DF 9 IC LO-Signal 3

Bekannte Realisierungen z VHF-OCXOs: y. DF 9 LN y. G 8 ACE y. ID-Elektronik z PLL an Frequenzstandard: y. CT 1 DMK (kein VCXO) y. AD 6 IW (Custom-VCXO) y. DB 6 NT (Fertig-TVTR) 31. GHz Tagung Dorsten 2. 2008 Wolf-Henning Rech DF 9 IC 4

Nachteile VHF-OCXO z spezielle Quarze, teilweise Qualitätsprobleme z niedrige Quarzbelastung => Phasenrauschen z hohe Quarzbelastung => höhere Alterungsrate z individuelle (Re-)Kalibrierung jedes Oszillators erforderlich z Frequenzstabilität eher schlechter als bei 10 -MHz-OCXO 31. GHz Tagung Dorsten 2. 2008 Wolf-Henning Rech DF 9 IC 5

Schaltung des XO Leicht modifizierte „Standardschaltung“: - RC-Tiefpaß mit Elko in der Stromversorgung - Reihenfolge Drossel-Widerstand an Source vertauscht - Quarz „gut“ kompensiert Dazu kommt die Ziehschaltung für den Quarz und eine Pufferstufe. 31. GHz Tagung Dorsten 2. 2008 Wolf-Henning Rech DF 9 IC 6

Kapazitätsdioden Doppel-Varicap für UKW-Radioempfänger 31. GHz Tagung Dorsten 2. 2008 Wolf-Henning Rech DF 9 IC 7

Schaltung des VCXO Werte für 100 -MHz-Quarz: C 5 C 6 L 3 L 6 + L 7 31. GHz Tagung Dorsten 2. 2008 Wolf-Henning Rech DF 9 IC 22 p. F 68 p. F 470 n. H ca. 300 n. H (Summe) 8

Übertragungsfunktion Quarz Ua = 2, 5 V 31. GHz Tagung Dorsten 2. 2008 Wolf-Henning Rech DF 9 IC 9

Übertragungsfunktion Quarz Ua = 0, 5 V 31. GHz Tagung Dorsten 2. 2008 Ua = 4, 5 V Wolf-Henning Rech DF 9 IC 10

Abstimmkennlinie Oszillator 31. GHz Tagung Dorsten 2. 2008 Wolf-Henning Rech DF 9 IC 11

Integrierter PLL-Baustein 31. GHz Tagung Dorsten 2. 2008 Wolf-Henning Rech DF 9 IC 12

Gesamtschaltung des PL-VCXO 31. GHz Tagung Dorsten 2. 2008 Wolf-Henning Rech DF 9 IC 13

Aufbau des PL-VCXO 31. GHz Tagung Dorsten 2. 2008 Wolf-Henning Rech DF 9 IC 14

Spektrum (Oberwellen) 31. GHz Tagung Dorsten 2. 2008 Wolf-Henning Rech DF 9 IC 15

Spektrum (Nebenwellen) 31. GHz Tagung Dorsten 2. 2008 Wolf-Henning Rech DF 9 IC 16

Spektrum (Nebenwellen) 31. GHz Tagung Dorsten 2. 2008 Wolf-Henning Rech DF 9 IC 17

Einschwingverhalten Messung mit HP 5371 A DUT synchronisiert auf dessen internen OCXO Meßzeit: Auflösung: 100 ms ca. 3 E-9 Meßwerte: 100 Einschwingzeit aus „Kaltstart“: ca. 5 s auf Meßgenauigkeit 31. GHz Tagung Dorsten 2. 2008 Wolf-Henning Rech DF 9 IC 18

Frequenzstabilität Messung mit HP 5371 A DUT synchronisiert auf dessen internen OCXO Frequenz: Meßzeit: Auflösung: 100 MHz 2 s ca. 1, 5 E-10 Meßwerte: 100 nach dem Einschwingen liegen alle Werte +-1 digit um den Nominalwert 31. GHz Tagung Dorsten 2. 2008 Wolf-Henning Rech DF 9 IC 19

Phasenrauschen (simuliert) aus Simulation mit ADISim. PLL (Analog Devices) Messung steht noch aus 31. GHz Tagung Dorsten 2. 2008 Wolf-Henning Rech DF 9 IC 20

Vorschlagsliste für Frequenzen bitte ggf. sinnvolle Ergänzungsvorschläge machen. . . 31. GHz Tagung Dorsten 2. 2008 Wolf-Henning Rech DF 9 IC 21

Verteilverstärker für 10 MHz 31. GHz Tagung Dorsten 2. 2008 Wolf-Henning Rech DF 9 IC 22

Zusammenfassung z Annahme: 10 -MHz-Frequenznormal vorhanden z Ersatz des XO in der Frequenzaufbereitung durch phasengerasteten VCXO z Externe Baugruppe, dadurch nur minimaler Umbau an vorhandenen Transvertern z Phasenrauschen wie XO, nichtharmonische Nebenwellen <-90 d. Bc z Frequenzstabilität ca. 1 E-10 in 2 s Meßzeit z 12 V /ca. 50 m. A 31. GHz Tagung Dorsten 2. 2008 Wolf-Henning Rech DF 9 IC 23