Як створити дешевий синусоїдальний генератор до 200 МГц?

Я хочу зробити дешевий широкосмуговий генератор для антенного аналізатора, який я проектую. Я хочу просту синусоїду в широкому діапазоні частот. Я не хочу використовувати DDS IC, як AD9851, тому що він дорогий і відчуває себе як надмір.

Я дивився на SI5351A , який генеруватиме квадратичну хвильову тактову частоту 50 Ом до 200 МГц.

Я хотів би перетворити цю квадратну хвилю на синусоїду в діапазоні 1 МГц - 200 МГц. Який найпростіший і найдешевший спосіб це зробити?

Дві ідеї, які приходять на думку, є

1. Два каскадних інтегратора підсилювача, використовуючи OPA355 або щось подібне
2. Серія фільтрів низьких частот, які фільтрують все, крім основного, охоплюючи весь частотний діапазон. Наприклад, фільтри із обрізами 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 та 256 МГц? Правильний фільтр перемикається на 8-портовий аналоговий перемикач у міру підвищення частоти. Це здається безліччю фільтрів, але всі ці компоненти є чисто пасивними і мали б відносно нещільні допуски.

Чи має сенс підключення до використання генератора тактового генератора? Якщо так, то який із цих фільтрів має найбільш сенс перетворити вихід на синусоїду? Дякую.

Якщо ви готові використовувати комутовані банки фільтрів, ви можете також розглянути можливість використання банків з комутованими банками синусоїдальних осциляторів. Один транзистор отримає вам досить гідну синусоїду і додасть пару діодів варактора, і ви отримаєте просте управління постійною напругою частоти в діапазоні більше 2: 1, тобто одна коліпітт схема дає вам 100 МГц до 200 МГц (плюс перекриття з наступний вниз).

Отже, 8 транзисторних осциляторів зроблять цю роботу, а чистота синусоїди буде кращою, ніж приблизно на 5%. Це моя улюблена конфігурація коливального кольпіту:

http://www.radio-electronics.com/images/oscillator-voltage-control-circuit-01.gif

Я пропоную вам використовувати транзистор з 5 ГГц fT, щоб він працював на 200 МГц. В даний час BB171 доступний як varactor і має дуже гарне налаштування 22: 1. Цей коефіцієнт налаштування передбачає коефіцієнт частоти і це потенційно перевищує 4: 1, але ви будете дуже талановиті, якщо зможете спроектувати цей діапазон від простого кольпіт-генератора і отримати низькі спотворення та стабільність амплітуди.$\sqrt{22}$

Щоб додати шматок якості, ви можете подати висновок у фіксований цикл HMC700 з дробовою фазою N та отримати таким чином контроль частоти та стабільності (використовуючи SPI); оскільки у вас відразу вибраний один осцилятор, один HMC700 повинен виконувати цю роботу для всього діапазону.

Для вибору одного з 8 сигналів можна виконати за допомогою пін-діодів, але, ймовірно, це можна зробити з меншим болем у головному мозку, використовуючи аналоговий вимикач РФ, як HMC544A . Будуть і інші, але вам потрібно знайти такі, що мають високу ізоляцію.

Можливо, ви також зможете використовувати аналогові вимикачі для вибору групи індукторів, які охоплюють весь діапазон частот - це було б досягненням, оскільки виникнуть проблеми з ємністю бродячих та витоків, але, чим більше я думаю про це, я думаю, ви могли б отримати щонайменше діапазон частот 5: 1 від одного коливального колектора і пари індукторів, включених або вимкнених. Це зменшило б удвічі кількість осциляторів. Варто врахувати.

Ваша друга ідея використання комутованих низькочастотних фільтрів для передачі основи квадратної хвилі - це так, як це робиться у багатьох комерційних генераторах радіочастотних сигналів. Це залежить від того, наскільки чистою ви хочете, щоб ваш синусоїда була. За допомогою економної версії цієї методики досить складно досягти кращого, ніж 40 дБ типового, 30 дБ гарантованого придушення гармонік, але такий рівень є достатнім для багатьох випадків використання.

Існує кілька хитрощів, які можна використати, щоб зменшити витрати та спростити дизайн.

Перший полягає у використанні фільтрів на півтактних кроках, принаймні для більш високих частот. Хоча у квадратної хвилі номінально немає навіть гармонік, це руйнується для практичних пристроїв з асиметрією та розривом, що призводить до значної другої гармоніки. На деяких відповідних низьких частотах ви можете перейти до октавних смуг.

Наступним є використання еліптичних фільтрів низького порядку, які покращують крутизну смуги переходу за рахунок «повернення» на більш високих частотах.

Наступним є влаштування каскаду таким чином, щоб найвища частота (таким чином, при якій ви, ймовірно, маєте найнижчу потужність і найменший коефіцієнт посилення), пройшла найкоротший, найменший збитковий шлях, і щоб ви додавали подальші розділи, коли частота падає. Фіксований добре сконструйований фільтр на покрівлі 256 МГц на початку каскаду стосуватиметься повернення фільтра 192 МГц, ці два обробляють фільтр на 128 МГц тощо.

Наступним є перемикання фільтрів, пропускаючи струм через діоди PIN, що дешевше і простіше, ніж використання інших технологій комутації. Струм зміщення проходить через індуктори серії фільтру, тому зміщення в певній точці каскаду фільтра вмикає правильну частину фільтра, а решта вимикається.

Останнє - лише зняти фільтри до певної розумної частоти, а нижній частотний діапазон зробити за один прийом з DDS та одним фільтром низьких частот.