100MHz koax oscilator -- prosba o 2 rady: 1. odladovac, 2. tesnost vazby

[Marek Peca]

Zdravim vas,

prave pacham svoji vf prvotinu, oscilator s vedenim jako rezonatorem 
(momentalne koax lambda/4). Snahou je vytvorit jakostni oscilator na 
100MHz, casem 200MHz, mozna i 400MHz. Cilem hry je zjistit, zda se z 
dostupnych prostredku (koax z Cu trubky, popr. helical) podari udelat 
neco, co by melo zajimave sumove parametry ve srovnani s krystalem ci PLL.
Jde pouze o kratkodobou stabilitu, rekneme od 1Hz vyse, zadna dlouhodoba 
stabilizace neni treba a ani to nehodlam nicim doladovat.

Aby mi nebyly vmeteny do xichtu ihned parametry soudobych krystalovych 
oscu (Wenzel) ci nizkosumovych PLL, podotykam, ze s takovymi pracujeme, 
ale rad bych si jen vyzkousel, jak jakostne lze rozkmitat ciste elektricky 
rezonator v zminenem pasmu.

K veci: dal jsem dohromady Seileruv oscilator s lambda/4 vedenim jako 
rezonatorem, viz obrazek. Vedeni je prozatim nizkojakostni TV koax 75Ohm 
(hnil zadarmo ve sklepe a neni mi lito strihat). 2x BFR96 se spol. 
kolektorem v doporucenem pracovnim bode, cinovany Fe plech, na prvni 
pohled osciluje pekne, i kdyz bude chtit asi DC stabilizaci amplitudy, 
vystup je hodne zkresleny.

Dotazy:

1. odladovani vyssich harmonik;

Pri zakladni vlnove delce ~ 100MHz to zatim za vsech okolnosti kmitalo 
zpusobne na 1. harmonicke, s hodnotami C z obrazku. Nicmene pro nizsi 
harmonicke se to chovalo "nadherne" jako typicky nelinearni system s mnoha 
ekvilibrii, mezi nemiz to po nepatrnem motylim zavanu bylo schopno 
preskocit. Na 100MHz jsem zadny preskok do vyssi harmonicke nepozoroval, 
ale presto, nejsem si uplne jist, zda je to zapojeni dlouhodobe bezpecne 
(napr. v LTSpiceIV to kmita na nekolika vlnach zaroven, ale zas je 
pravdou, ze tam nemam poctive vyplnene vsechny ztraty v kondenzatorech a 
parazitni kapacity obvodu).

Dotaz zni: jak vyresit odladeni vyssich harmonickych? Vim, ze bych mohl 
pripojit jinak dlouhy kus koaxu, do toho se mi moc nechce. Vaham nad 
diskretnim LC resenim. Do kolektoru by musel prijit seriovy LC a moc 
nevim, jak resit prostup DC -- napada me jen C paralelne s tlumivkou, tam 
vidim problem ve vlastni kapacite tlumivky -- bude dost stala, aby 
(spolu-)tvorila rezonancni kapacitu? Do emitoru bych mohl asi dat 
seriovy LC s C<10pF, na zabiti 3. harmonicke, to ale neresi 5. a vyssi.
Do baze me uz nic rozumneho nenapada.

Jak byste to resili vy?

2. optimalni vazba pro nizky fazovy sum;
Pri cetbe Practical oscillator handbooku jsem si vybral Seilera prave 
proto, ze se snadno pomoci C4 snizuje vazba zesik-rezonator a tam 
doporucuji snizovat C4 tak dlouho, nez je vazba natolik slaba, ze sotva 
udrzi oscilace -- a pak pridat nejaky bezpecnostni pridavek navic.
To se mi ideove libilo.

Nicmene pote jsem nahledl do: 
http://www.qsl.net/va3iul/Phase%20noise%20in%20Oscillators.pdf

Cituji: "It is a common design mistake to achieve high Loaded-Q values by 
using very loosely coupled resonator. The under-coupling results in 
increased overall resonator loss requiring an extra amount of gain to 
compensate it, which in turn, results in thermal noise increase. (..)
For example, in a simple feedback oscillator, the minimum Phase Noise is 
achieved when the resonator Loaded-Q is set to one half of its Unloaded 
value that corresponds to a 6 dB resonator loss."

Ta prvni cast zni rozumne, ta druha, vyplyvajici asi z linearni analyzy, 
te muzu tak akorat verit, zatim jsem nic nepocital.

Nicmene po zbeznem nahlednuti do 
http://class.ece.iastate.edu/djchen/ee507/HuangPNtoCarrierLCOsc.pdf
jsem seznal, ze nic nevim a zahrabu se asi v hlinu. Jmenovite me dostalo 
pozorovani autora, ze teoreticke vysledky ohledne vztahu Q a fazoveho sumu 
vyplyvajici z linearni analyzy se vesmes nepodarilo experimentalne 
prokazat. Dale pak prohlaseni, ze kazdy dobry oscilator vlastne pracuje v 
tride C (to jsem bud prehledl nejakou meziinformaci, nebo zapojuju osc v 
tride A a on me prechytracil a jede v Ccku ;-)).

A protoze nemam sil a schopnosti stat se vf odbornikem, presto mam ale 
dost drzosti a neco malo chuti zkusit co mozna jakostni nekrystalovy osc, 
rad bych se zeptal vas, jaky mate nazor na volbu tesnosti vazby.


Dekuji za rady,
MP
-------------- next part --------------
A non-text attachment was scrubbed...
Name: koax_seiler_osc.png
Type: image/png
Size: 5346 bytes
Desc: 
URL: <http://list.hw.cz/pipermail/hw-list/attachments/20121118/d0052813/attachment.png>