СВЧ — ГЕНЕРАТОР ДЛЯ ДИАПАЗОНА 1,2 — 2,4 ГГц
Йордан СТРУНДЖЕВ,
г. Ботевград .Болгария
Перестраиваемый СВЧ-генератор, достаточно трудный в исполнении, применяется в приемнике спутникового телевидения. Трудность его [изготовления связана с реализацией основных параметров: оптимальной выходной мощности (необходима надежная связь с используемым типом смесителя), коэффици-
ента перекрытия диапазона, допустимой нестабильности частоты, исходного импеданса, линейности при перенастройке в диапазоне, отсутствия гармоник и др.
Для СВЧ-генератора выходная мощность может быть рассчитана по следующей формуле:
Pout=Um/2Zo (1)
где: Pout — выходная мощность генератора, Вт;
Um— амплитуда выходного сигнала, В;
Zo — сопротивление нагрузки, Ом.
Для балансного смесителя реализованного на арсенид-галливых диодах с барьером Шотки, необходима выходная мощность около 10 мвт (10 dBm). В литературе часто мощность дается в единицах dBm (мощность в децибелах, отнесенных к одному милливатту):
Pout(dBm)=10.Lg(Pout мВт/1 мВт) (2)
Коэффициент перекрытия диапазона — это такой параметр, который содержит информацию о границах перенастройки СВЧ — генератора. Нелегкую инженерную задачу представляет проектирование генератора, который бы имел, с одной стороны, необходимую оптимальную выходную мощность, а с другой — сохранял бы заданный коэффициент перекрытия диапазона.
Описываемый генератор на 1,2-2,4 ГГц (рис.1.) разделен по частотному диапазону на две части: первый генератор — от 1,2 до 1,85 ГГц, второй генератор — от 1,75 до 2,4 ГГц. Это позволило при реализации устройства использовать доступные элементы — транзисторы типа BFR90 (BFR91, BFR91A) и варикапы ВВ126 (от UHF-секций телевизионного тюнера).
Puc.1
Транзисторы работают в схеме с общим коллектором, при этом коллекторы VT1 и VT2 заземлены посредством конденсаторов С1* и С6*. которые изготовлены из материала Epsilam-10 с размерами 10x7 мм. Конденсаторами С2* и С7* (Epsilam-10 8x1 мм) осуществляют подстройку генератора — желаемая частота достигается уменьшением емкости. Индуктивности L1 и L7 блокируют эмиттеры транзисторов VT1 и VT2 и выполняют роль дросселей. L1, L2 и L7, L8 конструктивно исполнены из отводов резисторов R9 и R10. Индуктивности L3, L6 — дроссели в базовых цепях транзисторов VT1 и VT2. Индуктивность L4, определяющая частоту первого генератора, выполнена из отвода от варикапа VD1, длина катушки 8 мм. Индуктивность L5 определяет частоту второго генератора и изготовлена из отвода от варикапа VD3, длина катушки 3 мм.
Варикапы VD1, VD2 и VD3, VD4 необходимо подобрать по парам с одинаковыми характеристиками. Режим работы устройства по току определяют резисторы R1 — R6. Коммутация в генераторе может осуществлятся с помощью реле, питание к которому следует подавать через дроссель. Этот элемент на схеме не указан. Напряжение на варикапах изменяется в пределах от 2 до 32 Вольт.
Выходной сигнал снимается посредством катушек L9, L10, которые располагаются рядом с резисторами R9, R10, а их взаимная связь регулируется сближением или удалением друг от друга. Конструктивные особенности и размеры элементов приведены в табл.1.
На рис.2 показан объемный монтаж устойства. Необходимо всюду, где есть соединение элементов с "массой", просверлить плату и осуществить пайку выводов этих элементов на обратной стороне. В качестве материала платы использован стеклотекстолит.
Puc.2
На рис.3 и рис.4 показаны шаблоны обеих сторон платы. На рис.5 приведена монтажная схема генератора.
Puc.3-4
Puc.5
Зависимость изменения частоты (периода) от напряжения, подаваемого на варикапы, при водится на рис.6. Зависимость мощности от изменения напряжения на варикапах дана на рис.7.
Puc.6-7
Соответствие мВт - dBm приводится в табл.2.
|
dBm |
mW |
dBm |
mW |
dBm |
mW |
dBm |
mW |
|
-10,0 |
0,100 |
-2,0 |
0,631 |
6,5 |
4,470 |
20 |
100,0 |
|
-9,5 |
0,112 |
-1,5 |
0,708 |
7,0 |
5,010 |
21 |
126,0 |
|
-9.0 |
0,126 |
-1,0 |
0,794 |
. 7,5 |
5,620 |
22 |
158,0 |
|
-8,5 |
0,141 |
-0,5 |
0,891 |
8,0 |
6,310 |
23 |
200,0 |
|
-8,0 |
0,158 |
0,0 |
1,000 |
9,0 |
7,940 |
24 |
251,0 |
|
-7,5 |
0,178 |
0,5 |
1,120 |
9,5 |
8,910 |
25 |
316,0 |
|
-7,0 |
0,200 |
1,0 |
1,260 |
10 |
10,00 |
26 |
398,0 |
|
-6,5 |
0,224 |
1,5 |
1,410 |
11 |
12,60 |
27 |
501,0 |
|
-6,0 |
0,251 |
2,0 |
1,580 |
12 |
15,80 |
28 |
631,0 |
|
-5,5 |
0,282 |
2,5 |
1,780 |
13 |
20,00 |
29 |
794,0 |
|
-5,0 |
0,316 |
3,0 |
2,000 |
14 |
25,10 |
30 |
1000 |
|
-4,5 |
0,355 |
3,5 |
2,240 |
15 |
31,60 |
||
|
-4,0 |
0,398 |
4,0 |
2,510 |
16 |
39,80 |
||
|
-3,5 |
0,447 |
5,0 |
3,160 |
17 |
50,10 |
||
|
-3,0 |
0,501 |
5,5 |
3,550 |
18 |
63,10 |
||
|
-2,5 |
0,562 |
6,0 |
3,980 |
19 |
79,40 |
Данный генератор использован в тюнере спутникового телевидения и показал хорошие результаты.
"РАДИО, ТЕЛЕВИЗИЯ, ЕЛЕКТРОНИКА", N2-3/91r.
Литература:
1. Манолов, С, Х.Тихчев. Генератори, София, Техника, 1982 г.
2. Satelliten-fernsehen, Elektor, 1986/10, р.21-35.
3. Microwaves Systems desidn handbook, 1986, p.424.