CS232589B1

CS232589B1 - Connection of oscillator with two-port resonator with surface acoustic wave

Info

Publication number: CS232589B1
Application number: CS835814A
Authority: CS
Inventors: Milan Schwarzkopf; Jiri Kadlec
Original assignee: Milan Schwarzkopf; Jiri Kadlec
Priority date: 1983-08-05
Filing date: 1983-08-05
Publication date: 1985-02-14
Also published as: CS581483A1

Abstract

Zapojeni osoilátoru s dvojbrano- vým rezonátorem s povrchovou akustickou , vlnou, zařazeného ve zpětnovazební smyčce a tranzistorovým zesilovacím obvodem a s členem pro omezeni amplitudy řeší “ problém zdroje stabilního kmitočtu v pásmu 100 - 1000 MHz. Podstata vynále zu spočívá v tom, že mezi výstup dvoj- branového rezonátoru a vstup zesilovacího obvodu je zapojen druhý transformační obvod a mezi výstup zesilovacího obvodu a vstup dvojbranovóho rezonátoru je zapojen dru hý transformační obvod. Transformační obvody mohou být typu 7Γnebo s dělenou ka pacitou. Zapojení oscilátoru s dvojbra- novým rezonátorem s povrchovou akustic kou vlnou lze využít jako vysoce stabilní oscilátor s vysokou spektrální čistotou signálu. Řešení je znázorněno na připo jeném vyobrazení.The connection of an oscillator with a two-gate resonator with a surface acoustic wave, included in a feedback loop and a transistor amplifier circuit and with an amplitude limiting element solves the problem of a stable frequency source in the 100 - 1000 MHz band. The essence of the invention lies in the fact that a second transformation circuit is connected between the output of the two-gate resonator and the input of the amplifier circuit, and a second transformation circuit is connected between the output of the amplifier circuit and the input of the two-gate resonator. The transformation circuits can be of the 7Γ type or with a divided capacitance. The connection of an oscillator with a two-gate resonator with a surface acoustic wave can be used as a highly stable oscillator with high spectral purity of the signal. The solution is shown in the attached illustration.

Description

Vynález se týká zapojení oscilátoru β dvo jbranovým rezonátorem s povrchovou akustickou vlnou, například pro účely spojovací techniky.The invention relates to a two-port resonator with a surface acoustic wave oscillator, for example for coupling purposes.

Je známo, že běžné oscilátory v pásmu 100 - 1000 MHz používají pro řízení frekvence LO obvody, dutinové rezenátoiy, nebo koaxiální zpožďovací linky. Nevýhodou ěehto řešení jsou poměrně velké rozměry, malý činitel jakosti a malá frekvenční stabilita· Dobrou stabilitu a velký činitel jakosti mají rezonátory s objemovou akustickou vlnou, jejichž použitelnost je věak omezena do cca 100 MHz· Dalším řešením je oscilátor se zpožďovací linkou s povrchovou akustickou vlnou, kde nevýhodou zpožďovací linky je nižší činitel jakosti, větší rozměry, větší ztráty a existence více m£dů·Conventional oscillators in the 100-1000 MHz band are known to use circuits, cavity resistors, or coaxial delay lines to control LO frequency. The disadvantage of this solution is the relatively large dimensions, small quality factor and low frequency stability · Good acoustic stability and high quality factor have resonators with volumetric acoustic wave whose usability is however limited to about 100 MHz · Another solution is oscillator with delay line with surface acoustic wave where the disadvantage of the delay line is lower quality factor, larger dimensions, larger losses and the existence of more

Nedostatky uvedených řešení zmírňuje oscilátor s re— zonátorem s povrchovou akustickou vlnou, který může být jednobranový nebo dvojbranový· Jednobranový reannétor mívá větší statickou kapacitu, kterou je nutno vykompenzovat· Tuto nevýhodu nemá dvojbranový rezonátor, kteiý je Btejnš jako jednobranový opatřen jen jedním tranzistorem pro zesílení výkonu, nevyžaduje však použití vyvažovačích obvodů pro kompenzaci statické kapacity· Kejvhodnšjáím za· pojením oscilátoru ee jeví Pierceův oscilátor. Je známo, že při přímém spojení tranzistoru s dvo jbranovým razonátorem oscilátor nepracuje a je nutné provést impedanční přizpůsobení. Dosud se provádí impedanční přizpůsobeniThe disadvantages of the above solutions are mitigated by an oscillator with a surface acoustic wave resonator, which can be single or double gate. power, but does not require the use of balancing circuits to compensate for static capacitance. · The most convenient connection of the oscillator ee appears to be a Pierce oscillator. It is known that the oscillator does not work when the transistor is directly connected to a two-ported razonator and impedance matching is required. So far, impedance matching has been performed

232 589 rezonátoru a tranzistoru na reálnou zátěž 50 Ohat pomocí L a P článků· Nevýhodou tohoto řešení je nežádoucí dodatečný útlum a fázový posun ve smyčceo232 589 resonator and transistor for real load 50 Ohat with L and P cells · Disadvantage of this solution is undesirable additional attenuation and phase shift in loop o

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zapojení oscilátoru s dvojbranovým rezonátorem s povrchovou akustickou vlnou, zařazeného ve zpětnovazební emyčce tranzistorového zesilovacího obvodu, opatřeného členem pro omezení amplitudy· Podstata vynálezu spočívá v tom, že mezi výstup dvojbranového rezonátoru a vstup zesilovacího obvodu je zapojen první transformační obvod a mezi výatup tohoto zesilovacího obvodu, k němuž je přes oddělovací kondenzátor připojen člen pro omezení amplitudy, a vstup dvojbranového rezonátoru je zapojen druhý transformační obvod·The above drawbacks eliminate the wiring of a surface acoustic wave two-gate resonator in the feedback loop of a transistor amplifier with an amplitude limiting element. The first aspect of the invention is that a first transformer circuit is connected between the two-port resonator output and the amplifier circuit input. the output of this amplifier circuit, to which an amplitude limiting element is connected via a decoupling capacitor, and a second transformer circuit is connected to the input of the two-port resonator ·

První transformační obvod je typu 7Γ e druhý transformační obvod je s dělenou kapacitou, nebo první transformační obvod je s dělenou kapacitou a druhý transformační obvod je typu K , případně oba transformační obvody jsou typu TV , nebo s dělenou kapacitou·The first transformer circuit is of the type 7Γ e the second transformer circuit is of the divided capacity, or the first transformer circuit is of the divided capacity and the second transformer circuit is of the type K, or both transformer circuits are of the TV type or the divided capacity ·

Výhodou zapojení oscilátoru s dvbjbranovým rezonátorem a. povrchovou akustickou vlnou podle vynálezu je, že počet použitých stavebních prvků je velmi malý, dosahuje se maximálního výkonového přenosu ve smyčce, což má za následek nízký fázový šum, dochází k omezení vyšších harmonických, což přispívá k linearitě a vyšší spektrální čistotě signálu·The advantage of connecting a two-port resonator and surface acoustic wave oscillator according to the invention is that the number of components used is very small, maximum power transmission in the loop is achieved, resulting in low phase noise, higher harmonic reduction, contributing to linearity and higher spectral purity of the signal ·

Zapojeni oscilátoru s dvojbranovým rezonátorem s povrchovou akustickou vlnou bude následovně blíže popsáno v příkladovém provedení s pomocí připojeného vyobrazení, y.nÁKnrwn jí cí ho základní zapojení s použitím dvou transformačních obvodů·The wiring of a two-port resonator with a surface acoustic wave will be described in more detail in the exemplary embodiment with the help of the attached drawing, y.With the basic connection using two transformer circuits ·

232 589232 589

ΛΛ

Dvojbranový rezonátor 1 je přes první transťterm«ftw-f obvod sestávající z indukčnosti 3L a kondenzátorů 3CX,The two-port resonator 1 is via a first transterter «ftw-f circuit consisting of 3L inductance and 3CX capacitors,

3C2 připojen k zesilovacímu obvodu 2, sestávajícího s odporů 2R1, 2R2, 2R3, a 2R4 pro nastavení pracovního bodu zistoru 21 a blokovacího kondenzátoru 2Q2. Za oddělovacím kondenzátorem 2C3 je připojen člen £ pro omezení amplitudy, sestávající z diod 5D1, 5D2, za který» je připojen druhý transformační obvod 4, sestávající z kondensátorů 4C1, 4C2 a indukčnost! 4L, jehož výstup je připojen na vstup dvtojbranového rezonátoru 1.3C2 is connected to a booster circuit 2 consisting of resistors 2R1, 2R2, 2R3, and 2R4 to adjust the operating point of the detector 21 and the blocking capacitor 2Q2. An amplitude limiting member consisting of diodes 5D1, 5D2 is connected downstream of the separating capacitor 2C3, after which a second transformer circuit 4 consisting of capacitors 4C1, 4C2 and an inductor is connected. 4L, the output of which is connected to the input of the two-port resonator 1.

Pro splnění fázové podmínky oscilací a pro maximalizaci výkonového přenosu ve smyčce je nutno komplexně přizpůsobit impedanci dvojbranového rezonátoru 1 k impedanci zesilovacího obvodu 2· Dosud se provádělo přizpůsobení komplexní impedance rezonátoru na reálnou impédanci 50 Shm, přizpůsobení komplexní impedance zesilovacího obvodu na 50 Ohm a spojení těchto bloků. Na vyobrazení je uveden příklad přímého vzájemného přizpůsobení, kdy výstup dvojbranového rezonátoru 1 je přizpůsoben vstupu zesilovacího obvodu 2®obvodem £ s dělenou kapacitou» Výstup zesilovacího obvodu 2 je přizpůsoben vstupu dvo jbranového rezonátoru 1 obvodem typu K » Při běžném návrhu obvodů tohoto druhu bývají indukčnost! 3L, 4L libovolná, přičemž se hodnoty kondensátorů 4C1, 402, 301, 302 určují· V případě předmětného řešení se určí hodnota kondensátorů 302, 401 ze vztahů pro přibližný návrh Pierceova oscilátoru a zbývající prvky transformačních obvodů se určí pomocí Sadthova di gramu·To satisfy the phase condition of the oscillations and to maximize loop power transmission, the impedance of the two-gate resonator 1 must be complexly matched to the impedance of the amplifier circuit 2. · The complex impedance of the resonator has been adjusted to 50 Shm real impedance, blocks. The illustration shows an example of direct matching, where the output of the two-port resonator 1 is adapted to the input of the amplifier circuit 2 by the split-capacity circuit 6. The output of the amplifier circuit 2 is adapted to the input of the two port resonator 1 by the K circuit. ! 3L, 4L arbitrary, where the values of capacitors 4C1, 402, 301, 302 are determined · In the present solution, the values of capacitors 302, 401 are determined from the formulas for approximate design of Pierce oscillator and the remaining elements of transforming circuits are determined by Sadth

Protože nejprve hodnoty žádného transformačního obvodu nejsou známy, určí se impedance rezonátoru 1 v bráně A při bráně B naprázdno, a určí se hodnoty indukčnost! 4L a kondenzátoru 402 - iterace číslo 0· Bále se určí impedance rezonátoru 1 v bráně B, při bráně A přizpůsobené jižSince no transformer circuit values are first known, the impedance of resonator 1 at gate A at gate B is determined, and inductance values are determined! 4L and capacitor 402 - iteration number 0 · The impedance of resonator 1 in gate B is still determined.

232 589 určenými hodnotami indukčnosti 4L a kondensátoru 4C2; dále se určí hodnota kondenzátoru 3Cl a indukčnosti 3L první iteracsa. Poté se určí impedance v bráně A, při bráně B přizpůsobené již určenými hodnotami kondenzátoru 3C1 a indukčnosti 3L - druhá iterecej tímto způsobem se postupuje dále* Do grafu se vynesou hodnoty impedance z několika iterací a určí se, k jaké hodnotě konvergují* Tato hodnota ee pak použije pro konečný návrh přizpůsobovacích obvodů.232,589 by the determined values of inductance 4L and capacitor 4C2; the value of the capacitor 3Cl and the inductance 3L of the first iteration are then determined. Then the impedance at gate A, at gate B adjusted to the already determined values of capacitor 3C1 and inductance 3L is determined - the second iteration proceeds as follows * Impedance values from several iterations are plotted and the value converges * This ee value then used for the final design of the matching circuits.

Obdobně bude postupováno v případech, že první trans formačmí obvod je typu K a druhý transformační obvod je a dělenou kapacitou, nebo oba transformační obvody jsou typu 71 » případně jaou oba a dělenou kapacitou*A similar procedure will be followed if the first transformer circuit is of type K and the second transformer circuit is a divided capacity, or both transformer circuits are of type 71 »or they are both with a divided capacity *

Claims

Connection of oscillator β by a two-port surface acoustic wave resonator, included in the feedback loop of the transistor amplifier circuit, equipped with an amplitude limiting element, characterized in that a first transformer circuit (3) is connected between the output of the two-port resonator C1 ) and between the output of this amplifier circuit (2) thereto, a male (5) amplitude limiting member (5) is connected via a decoupling capacitor (2C3), and a second junction cutter / controller C1) is connected to a second transformer circuit (4).

2. A two-phase surface acoustic wave oscillator circuit according to claim 1, characterized in that the first transformer circuit (3) is of the TV type and the second transformer circuit (4) is of divided capacity.

3. An oscillator with a two-port resonator according to claim 1, characterized in that the first transformer circuit (35 is divided capacitance and the second transformer circuit).

4) is of type K.

-4 «Oscillator with two-port resonator according to point 1. characterized in that the transformer circuits 0,4) <are of the type ^ T ·

5.Objection of oscillator with two-port resonator according to point 1, characterized in that the transformer circuits (3,4) are of divided capacity ·