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PL-VCXO als Steueroszillator für Mikrowellenfrequenzaufbereitungen

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Präsentation zum Thema: "PL-VCXO als Steueroszillator für Mikrowellenfrequenzaufbereitungen"—  Präsentation transkript:

1 PL-VCXO als Steueroszillator für Mikrowellenfrequenzaufbereitungen
Wolf-Henning Rech DF9IC Eisinger Str. 36/ Neulingen

2 TVTR-Frequenzaufbereitungen
In DL übliche Frequenz- aufbereitung PLO („Brick“) (USA, preiswert aus Surplus) VHF- XO Vervielfacher- kette LO-Signal VHF- XO GHz-Oszillator CTO/YTO/VCO PLL LO-Signal 31. GHz Tagung Dorsten Wolf-Henning Rech DF9IC

3 Frequenzstabile LOs für TVTR
Normale Frequenz- aufbereitung mit OCXO mit PL-VCXO VHF- XO Vervielfacher- kette LO-Signal VHF- OCXO Ver- stärker Vervielfacher- kette LO-Signal VHF- VCXO +PLL Ver- stärker Vervielfacher- kette 10 MHz LO-Signal 31. GHz Tagung Dorsten Wolf-Henning Rech DF9IC

4 Bekannte Realisierungen
VHF-OCXOs: DF9LN G8ACE ID-Elektronik PLL an Frequenzstandard: CT1DMK (kein VCXO) AD6IW (Custom-VCXO) DB6NT (Fertig-TVTR) 31. GHz Tagung Dorsten Wolf-Henning Rech DF9IC

5 Wolf-Henning Rech DF9IC
Nachteile VHF-OCXO spezielle Quarze, teilweise Qualitätsprobleme niedrige Quarzbelastung => Phasenrauschen hohe Quarzbelastung => höhere Alterungsrate individuelle (Re-)Kalibrierung jedes Oszillators erforderlich Frequenzstabilität eher schlechter als bei 10-MHz-OCXO 31. GHz Tagung Dorsten Wolf-Henning Rech DF9IC

6 Wolf-Henning Rech DF9IC
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 Wolf-Henning Rech DF9IC

7 Wolf-Henning Rech DF9IC
Kapazitätsdioden Doppel-Varicap für UKW-Radioempfänger 31. GHz Tagung Dorsten Wolf-Henning Rech DF9IC

8 Wolf-Henning Rech DF9IC
Schaltung des VCXO Werte für 100-MHz-Quarz: C5 22 pF C6 68 pF L3 470 nH L6 + L7 ca. 300 nH (Summe) 31. GHz Tagung Dorsten Wolf-Henning Rech DF9IC

9 Übertragungsfunktion Quarz
Ua = 2,5 V 31. GHz Tagung Dorsten Wolf-Henning Rech DF9IC

10 Übertragungsfunktion Quarz
Ua = 0,5 V Ua = 4,5 V 31. GHz Tagung Dorsten Wolf-Henning Rech DF9IC

11 Abstimmkennlinie Oszillator
31. GHz Tagung Dorsten Wolf-Henning Rech DF9IC

12 Integrierter PLL-Baustein
31. GHz Tagung Dorsten Wolf-Henning Rech DF9IC

13 Gesamtschaltung des PL-VCXO
31. GHz Tagung Dorsten Wolf-Henning Rech DF9IC

14 Wolf-Henning Rech DF9IC
Aufbau des PL-VCXO 31. GHz Tagung Dorsten Wolf-Henning Rech DF9IC

15 Spektrum (Oberwellen)
31. GHz Tagung Dorsten Wolf-Henning Rech DF9IC

16 Spektrum (Nebenwellen)
31. GHz Tagung Dorsten Wolf-Henning Rech DF9IC

17 Spektrum (Nebenwellen)
31. GHz Tagung Dorsten Wolf-Henning Rech DF9IC

18 Wolf-Henning Rech DF9IC
Einschwingverhalten Messung mit HP5371A DUT synchronisiert auf dessen internen OCXO Meßzeit: 100 ms Auflösung: ca. 3 E-9 Meßwerte: 100 Einschwingzeit aus „Kaltstart“: ca. 5 s auf Meßgenauigkeit 31. GHz Tagung Dorsten Wolf-Henning Rech DF9IC

19 Wolf-Henning Rech DF9IC
Frequenzstabilität Messung mit HP5371A DUT synchronisiert auf dessen internen OCXO Frequenz: 100 MHz Meßzeit: 2 s Auflösung: ca. 1,5 E-10 Meßwerte: 100 nach dem Einschwingen liegen alle Werte +-1 digit um den Nominalwert 31. GHz Tagung Dorsten Wolf-Henning Rech DF9IC

20 Phasenrauschen (simuliert)
aus Simulation mit ADISimPLL (Analog Devices) - Messung steht noch aus 31. GHz Tagung Dorsten Wolf-Henning Rech DF9IC

21 Vorschlagsliste für Frequenzen
bitte ggf. sinnvolle Ergänzungsvorschläge machen ... 31. GHz Tagung Dorsten Wolf-Henning Rech DF9IC

22 Verteilverstärker für 10 MHz
31. GHz Tagung Dorsten Wolf-Henning Rech DF9IC

23 Wolf-Henning Rech DF9IC
Zusammenfassung Annahme: 10-MHz-Frequenznormal vorhanden Ersatz des XO in der Frequenzaufbereitung durch phasengerasteten VCXO Externe Baugruppe, dadurch nur minimaler Umbau an vorhandenen Transvertern Phasenrauschen wie XO, nichtharmonische Nebenwellen <-90 dBc Frequenzstabilität ca. 1E-10 in 2 s Meßzeit 12 V /ca. 50 mA 31. GHz Tagung Dorsten Wolf-Henning Rech DF9IC


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