RU186861U1 - Малошумящий генератор, управляемый напряжением с двойным перекрытием по частоте - Google Patents

Малошумящий генератор, управляемый напряжением с двойным перекрытием по частоте Download PDF

Info

Publication number
RU186861U1
RU186861U1 RU2018138067U RU2018138067U RU186861U1 RU 186861 U1 RU186861 U1 RU 186861U1 RU 2018138067 U RU2018138067 U RU 2018138067U RU 2018138067 U RU2018138067 U RU 2018138067U RU 186861 U1 RU186861 U1 RU 186861U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
connection point
capacitors
varicaps
generator
Prior art date
Application number
RU2018138067U
Other languages
English (en)
Inventor
Николай Михайлович Тихомиров
Николай Николаевич Калаянов
Людмила Сергеевна Федосова
Андрей Александрович Берлев
Original Assignee
Акционерное общество "Концерн "Созвездие"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Концерн "Созвездие" filed Critical Акционерное общество "Концерн "Созвездие"
Priority to RU2018138067U priority Critical patent/RU186861U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU186861U1 publication Critical patent/RU186861U1/ru

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/20Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising resistance and either capacitance or inductance, e.g. phase-shift oscillator
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/24Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal directly applied to the generator

Landscapes

  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к радиотехнике и может быть использована в синтезаторе частот (СЧ) с системой фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) с последующим двоичным делителем частоты для неограниченного расширения диапазона непрерывной сетки частот.Достигаемый технический результат состоит в увеличении коэффициента перекрытия по частоте и снижении уровня фазовых шумов в спектре выходного сигнала генератора, для чего в трехточечной схеме генератора, перестраиваемого встречно-последовательно включенными варикапами, емкостной делитель из трех конденсаторов подключен к точке соединения варикапов.За счет неполного включения емкостного делителя к колебательному контуру достигается снижение постоянной составляющей емкости контура, что приводит к увеличению перекрытия по частоте, а также снижается вклад шумовых составляющих сигнала транзистора в общий уровень шума генератора.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к радиотехнике, и может быть использована в синтезаторе частот (СЧ) с системой фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) с последующим двоичным делителем частоты для неограниченного расширения диапазона непрерывной сетки частот.
В настоящее время в аппаратуре радиосвязи (в частности для систем ФАПЧ) возрастает потребность в использовании малошумящих генераторов, управляемых напряжением (ГУН), с высоким (двойным) перекрытием по частоте.
Известен генератор Колпитца [1], а также высокостабильный генератор Клаппа на фиксированную частоту [2], отличием которого от предыдущего генератора является наличие дополнительного конденсатора, включенного последовательно с индуктивностью колебательного контура (КК).
Известны генераторы, управляемые напряжением [3], по патенту US 3899755 H03C 3/22. Для реализации в данных генераторах электронной перестройки частоты напряжением необходимо включение в КК ГУН варикапов VD1, VD2 с цепью управления R, как это имеет место в генераторе изображенном на фиг. 1 известном из [3], при этом цепь последовательно соединенных конденсаторов C1, С2, С3 (емкостной делитель для подключения транзистора VT к КК) подключена к вершине колебательного контура (т.е. параллельно индуктивности L и встречно-последовательно включенным варикапам VD1 и VD2). В связи с чем недостатком известных устройств является снижение возможности перестройки частоты и повышенное влияние шумов транзистора на уровень шумов генератора.
Наиболее близким аналогом по технической сущности к предлагаемому выбрано устройство, электрическая схема которого изображена на фиг. 12 на стр. 14 в источнике [3], принятое за прототип.
Электрическая схема устройства-прототипа (без источников питания) изображена на фиг. 1, где обозначено:
R1 – развязывающий резистор;
L1 – катушка индуктивности;
VD1, VD2 – первый и второй варикапы;
С1, С2, С3 – первый, второй и третий конденсаторы;
VT1 – биполярный транзистор;
Еу – источник управляющего напряжения.
Устройство-прототип содержит колебательный контур, состоящий из параллельно включенных катушки индуктивности L1, встречно-последовательно соединенных варикапов VD1 и VD2 и емкостного делителя из последовательной цепи конденсаторов C1, C2, C3. При этом биполярный транзистор VT1 подключен к емкостному делителю по трехточечной схеме с емкостной обратной связью [4]. База биполярного транзистора VT1 подсоединена к точке соединения первого С1 и второго С2 конденсаторов. Эмиттер транзистора VT1 подключена к точке соединения второго С2 и третьего С3 конденсаторов, другой вывод которого соединен с общей шиной и коллектором транзистора VT1. Кроме того, вывод источника управляющего напряжения через развязывающий резистор R1 соединен с точкой соединения первого VD1 и второго VD2 варикапов.
Устройство-прототип работает следующим образом. Подаваемое напряжение управления Еу изменяет суммарную емкость варикапов VD1 и VD2, включенных встречно-последовательно друг другу и параллельно конденсаторам C1, C2 и С3, соединенных последовательно друг с другом, и образующих вместе с катушкой индуктивности L1 параллельный колебательный контур, резонансная частота колебаний которого пропорциональна значениям его емкости и индуктивности. Транзистор VT1 обеспечивает необходимую для генерации колебаний положительную обратную связь.
Недостатком устройства-прототипа является снижение возможности перестройки частоты и повышенное влияние шумов транзистора на уровень шумов генератора.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в увеличения коэффициента перекрытия по частоте, а также в снижении уровня фазовых шумов в спектре выходного сигнала генератора.
Для решения поставленной задачи в малошумящий генератор, управляемый напряжением с двойным перекрытием по частоте, содержащий колебательный контур, состоящий из параллельно соединенных катушки индуктивности и встречно-последовательно включенных первого и второго варикапов, точка соединения которых через развязывающий резистор соединена с источником управляющего напряжения, а также емкостной делитель из последовательно соединенных первого, второго и третьего конденсаторов, точка соединения первого и второго конденсаторов подключена к базе биполярного транзистора, эмиттер которого подключен к точке соединения второго и третьего конденсаторов, другой вывод третьего конденсатора соединен с общей шиной, к которой подключен коллектор биполярного транзистора, согласно полезной модели, емкостной делитель из первого, второго и третьего конденсатора подключен к колебательному контуру в точке соединения встречно-последовательно соединенных первого и второго варикапов, точка соединения катушки индуктивности и второго варикапа соединена с точкой соединения второго и третьего конденсаторов.
Электрическая схема предлагаемого устройства (без источников питания) изображена на фиг. 2, где обозначено:
R1 – развязывающий резистор;
L1 – катушка индуктивности;
VD1, VD2 – варикапы;
С1, С2, С3 – конденсаторы;
VT1 – биполярный транзистор;
Еу – источник управляющего напряжения.
Предлагаемый генератор содержит колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности L1 и встречно-последовательно соединенных варикапов VD1 и VD2, к точке соединения которых подключен емкостной делитель из последовательно соединенных первого C1 и второго C2 конденсаторов, к точке соединения которых подключена база биполярного транзистора VT1, эмиттер которого подключен к точке соединения второго C2 и третьего С3 конденсаторов, другой вывод которого подключен к общей шине. Коллектор биполярного транзистора VT1 подключен к общей шине. Кроме того, вывод источника управляющего напряжения через развязывающий резистор R1 соединен с точкой соединения первого VD1 и второго VD2 варикапов.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
Подаваемое напряжение управления Еу изменяет суммарную емкость варикапов VD1 и VD2, включенных встречно-последовательно друг другу и образующих вместе с катушкой индуктивности L1 параллельный колебательный контур. За счет подключения к точке соединения варикапов VD1 и VD2 емкостного делителя из последовательно соединенных конденсаторов C1, C2, C3 достигается снижение постоянной составляющей емкости колебательного контура, что приводит к увеличению перекрытия по частоте, а также снижается влияние шума транзистора VT1 на общий уровень шума генератора. Транзистор VT1, подключенный к емкостному делителю по трехточечной схеме, обеспечивает необходимую для генерации колебаний положительную обратную связь.
Устройство-прототип, описанное в [3], имеет относительное перекрытие по частоте около 2% при изменении управляющего напряжения в пределах от 0 до 2 В и уровень фазовых шумов минус 55.5 дБ/Гц при отстройке от несущей на 5 кГц, минус 66.8 дБ/Гц при отстройке в 10 кГц, минус 78.4 дБ/Гц при отстройке в 15 кГц, минус 89 дБ/Гц при отстройке в 20 кГц, минус 95 дБ/Гц при отстройке на 25 кГц.
Предлагаемый генератор имеет двойное (200%) перекрытие по частоте при изменении управляющего напряжения от 1 до 15 В и перекрытие по частоте в 26% в пределах от 0 до 2 В, а уровень фазовых шумов при отстройке от несущей частоты на 5 кГц составляет минус 90 дБ/Гц, при отстройке в 50 кГц составляет минус 120 дБ/Гц, при отстройке в 500 кГц составляет минус 135 дБ/Гц.
Сравнение параметров предлагаемого генератора по уровню шума и перекрытию по частоте с прототипом подтверждает решение поставленной задачи.
В предлагаемом генераторе может быть использованы, например транзисторы типа 2Т368А9 и варикапы типа 2В124А9.
Таким образом, за счет неполного подключения емкостного делителя к колебательному контуру достигается снижение влияния шумов транзистора на общий уровень шума генератора, управляемого напряжением, и увеличение в нем перекрытия по частоте до двукратного.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Randall W. Rhea. Oscillator Design and Computer Simulation. - 1995, 320 страниц, ISBN l-8849-32-30-4.
2. J. K. Clapp, An Inductance-Capacitance Oscillator of Unusual Frequency Stability, Proceedings of the IRE, Vol. 36, 1948, pp. 356-358.
3. Justin Njimgou Zeyeum. VCO for PLL Frequency Synthesizer. – 10 May 2016. Helsinki Metropolia University of Applied Sciences.
4. У. Титце, К. Шенк. Полупроводниковая схемотехника.- Москва «МИР», 1982 г.

Claims (2)


  1. Малошумящий генератор, управляемый напряжением с двойным перекрытием по частоте, содержащий колебательный контур, состоящий из параллельно соединенных катушки индуктивности и встречно-последовательно включенных первого и второго варикапов, точка соединения которых через развязывающий резистор соединена с источником управляющего напряжения, а также емкостной делитель из последовательно соединенных первого, второго и третьего конденсаторов, точка соединения первого и второго конденсаторов подключена к базе биполярного транзистора, эмиттер которого подключен к точке соединения второго и третьего конденсаторов, другой вывод третьего конденсатора соединен с общей шиной, к которой подключен коллектор биполярного транзистора, отличающийся тем, что емкостной делитель из первого, второго и третьего конденсатора подключен к колебательному контуру в точке соединения встречно-последовательно соединенных первого и второго варикапов, точка соединения катушки индуктивности и второго варикапа соединена с точкой соединения второго и третьего конденсаторов.
RU2018138067U 2018-10-30 2018-10-30 Малошумящий генератор, управляемый напряжением с двойным перекрытием по частоте RU186861U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018138067U RU186861U1 (ru) 2018-10-30 2018-10-30 Малошумящий генератор, управляемый напряжением с двойным перекрытием по частоте

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018138067U RU186861U1 (ru) 2018-10-30 2018-10-30 Малошумящий генератор, управляемый напряжением с двойным перекрытием по частоте

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU186861U1 true RU186861U1 (ru) 2019-02-06

Family

ID=65269962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018138067U RU186861U1 (ru) 2018-10-30 2018-10-30 Малошумящий генератор, управляемый напряжением с двойным перекрытием по частоте

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU186861U1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU194055U1 (ru) * 2019-08-05 2019-11-26 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Малошумящий, управляемый напряжением генератор с электронным переключением поддиапазонов

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3911776A (en) * 1973-11-01 1975-10-14 Musitronics Corp Sound effects generator
US4707665A (en) * 1984-01-31 1987-11-17 Westinghouse Electric Corp. Low noise signal generator
US5225840A (en) * 1992-06-08 1993-07-06 Hughes Aircraft Company Wideband, low noise microwave signal generator
RU2161367C1 (ru) * 1999-12-15 2000-12-27 Государственное научно-производственное предприятие "Исток" Малошумящий свч-генератор
US20050265428A1 (en) * 2000-05-26 2005-12-01 Freescale Semiconductor, Inc. Low power, high resolution timing generator for ultra-wide bandwidth communication systems
RU2644067C1 (ru) * 2017-05-04 2018-02-07 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Салют" Каскодный генератор, управляемый напряжением

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3911776A (en) * 1973-11-01 1975-10-14 Musitronics Corp Sound effects generator
US4707665A (en) * 1984-01-31 1987-11-17 Westinghouse Electric Corp. Low noise signal generator
US5225840A (en) * 1992-06-08 1993-07-06 Hughes Aircraft Company Wideband, low noise microwave signal generator
RU2161367C1 (ru) * 1999-12-15 2000-12-27 Государственное научно-производственное предприятие "Исток" Малошумящий свч-генератор
US20050265428A1 (en) * 2000-05-26 2005-12-01 Freescale Semiconductor, Inc. Low power, high resolution timing generator for ultra-wide bandwidth communication systems
RU2644067C1 (ru) * 2017-05-04 2018-02-07 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Салют" Каскодный генератор, управляемый напряжением

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU194055U1 (ru) * 2019-08-05 2019-11-26 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Малошумящий, управляемый напряжением генератор с электронным переключением поддиапазонов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10211779B2 (en) Boosting varactor capacitance ratio
EP2575259B1 (en) Voltage-controlled oscillators and related systems
US8786376B2 (en) Varactor voltage controlled oscillator (VCO) providing independent coarse and fine frequency tuning
Herzel et al. A new approach to fully integrated CMOS LC-oscillators with a very large tuning range
US20170040943A1 (en) Electronic device with capacitor bank linearization and a linearization method
US6469586B1 (en) Low voltage voltage-controlled oscillator topology
Tan et al. A 21.95-24.25 GHz class-C VCO for 24 GHz FMCW radar applications
CN103731140A (zh) 一种具有低相位噪声的高频压控振荡器
RU186861U1 (ru) Малошумящий генератор, управляемый напряжением с двойным перекрытием по частоте
Nakamura et al. A wide-tuning-range VCO with small VCO-gain fluctuation for multi-band W-CDMA RFIC
US8830007B1 (en) Ultra-low noise VCO
US9106179B2 (en) Voltage-controlled oscillators and related systems
RU193493U1 (ru) Малошумящий генератор, управляемый напряжением с высоким перекрытием по частоте
CN215222140U (zh) 一种振荡器结构
CN115441834A (zh) 一种电感电容型压控振荡器
Padovan et al. A K-band SiGe bipolar VCO with transformer-coupled varactor for backhaul links
Saad et al. A fine frequency tuning for LC-DCO using enhanced capacitive degeneration technique
Kim et al. A low phase noise 0.9/1.8 GHz dual-band LC VCO in 0.18 μm CMOS technology
Rahman et al. Design of 2.4 GHz CMOS LC Tank Voltage Controlled Oscillator (VCO) for PLL using 0.18 µm CMOS Technology
RU2798957C1 (ru) Способ уменьшения фазового шума генератора управляемого напряжением
Yabuki et al. New type of push-push oscipliers for the frequency synthesizer
US10637487B1 (en) Tunable voltage controlled oscillators
SU240032A1 (ru) Генератор гармонических колебаний
RU1810980C (ru) Управл емый напр жением генератор
SU1378006A2 (ru) Генератор,управл емый напр жением