Ontwerp RF oscillator volgens procedure Ontwerp RF oscillator volgens procedure Oscillatorfrequentie > 1 MHz Oscillatorfrequentie > 1 MHz Voorzie frequentieregeling met varicap Voorzie frequentieregeling met varicap Bereik > F OSC +/- 10 % Bereik > F OSC +/- 10 % Simuleer tijdsvoorstelling Simuleer tijdsvoorstelling Bepaal spectrumvoorstelling Bepaal spectrumvoorstelling Bepaal harmonische vervorming Bepaal harmonische vervorming

Actief element: BJT in CB Actief element: BJT in CB Miller effect ; F T Miller effect ; F T Oscillator voor MG ontvanger Oscillator voor MG ontvanger 531 kHz < F AE < 1602 kHz 531 kHz < F AE < 1602 kHz F MF = 455 kHz F MF = 455 kHz 986 kHz < F OSC < 2057 kHz 986 kHz < F OSC < 2057 kHz

Datasheet BB112: C D(min) = 24 pF (V D = -8 V) en C D(max) = 420 pF (V D = -1,2 V) Datasheet BF240: F T > 150 MHz  A V(max) = 150 MHz / 2,057 MHz = 73 Stel A V(max) = 50 Startvoorwaarde oscillator: B min ∙A V(max) > 1 B min geldt bij f max omdat B = C tot /C E dan minimaal is.

Na substitutie van C E door C E = C tot(min) /B min  (1)  (2) Resonantieformule: Uit (1) en (2)  = 88 pF Zodat : = 68 µH en = 4,4 nF  4,7 nF

B = C tot /C E op voorwaarde dat: R E > 10 r e ’ Q1 (verwaarloos R E ) r e ’ Q1 > 10 X Ce (verwaarloos r e ’ Q1 ) = 343 ΩX Ce is het grootst bij f min zodat: = 76 μA Bij f res is Z collector = Rp = A V ∙r e ’ Q1 = 17 kΩ Stel R E = 10∙r e ’ Q1  R E = 3,9 kΩ V E = I E ∙R E = 0,3 V en V B = V E + 0,7 V = 1 V

Stel V CC = 3 V en I R2 = I E zodat R2 = V B / I R2 = 13 kΩ  R2 = 15 kΩ = 26,5 kΩ  R1 = 22 kΩ C1 zorgt voor een perfecte Common Base wanneer: (R1 // R2 // R beQ1 ) > 100 X C1 waarbij R beQ1 = h fe ∙r e ’ Q1 = 2,75 nF  C1 = 3,3 nF

Simulatiemodel van spoel: serievoorstelling omgevormd voor het meetkundig gemiddelde van f min en f max f mg = 19,3 Spoelmodel: R S = 30 Ω en L S = 68 µH Serievoorstelling: Als f stijgt  Q, R P en A V stijgen  Vervorming

Transient analyse met C D = 420 pF

C D = 90 pFC D = 420 pFDetailvoorstellingen f OSC = 980 kHz V OUT = 2,9 V PP f OSC = 2,06 MHz V OUT = 5,3 V PP

Eigenschappen discrete voorstelling in tijdsdomein N punten die N gelijke sample intervallen voorafgaan DOT display is enige juiste voorstelling De sampleperiode T S = tijdsverschil tussen 2 opeenvolgende punten De acquisitieperiode T A = tijdsvenster dat N intervallen bevat.

Perceptual aliasing Voorbeeld: F Golf = 1 kHz ; T S = 63 ms  F S = 15,9 kHz

Oplossing: DOT display  LINE display

T S ≥ T G /2  Aliasing effect Voorbeeld: F G = 1 kHz V P = 10 V N = 128 T A = 120 ms F S = N/T A = 1067 Hz F Alias = F S – F G = 67 Hz T Alias = 1/F alias = 15 ms Nyquist criterium: F S > 2 F G

Eigenschappen discrete FFT Voorwaarde voor FFT: N = 2 n met n > 0 en geheel Relaties frequentiedomein vs. tijdsdomein: Δf = frequentieverschil 2 opeenvolgende punten Δf = 1/T A Spectrumbreedte F W = F S /2

T A ≠ v{T G }  Leakage effect Voorbeeld: V G = 10∙sin(2π10 3 t) N = 256 T A = 10,5 ms Spectrum: 1 punt ≠ 0V ? V RMS = 7,07 V ?

y = 3 + 5∙sin(2π10 3 t) N = 256 T A = 10∙T G T S = T A /N F S = N/T A = 25,6 kHz F W = F S /2 = 12,8 kHz

Blokgolf: Amplitude: 10 V Offset: 0 V Frequentie: 1 kHz T A = 10∙T G N = 512 Resultaten: Geen even harmonischen Amplitude ~ 1/nf 0

V AM = V C ∙sin(2πf C t)∙[1+m∙sin(2πf M t)] f C = 4 kHz V C = 10 V f M = 200 Hz M = 0,3 T A = 10∙T G N = 512 Spectrum Fc = 4 kHz V = 10 V F C +F M = 4,2 kHz V = 1,5 V F C -F M = 3,8 kHz V = 1,5 V

T S in een transient analysis is veranderlijk ! X--Trace 1::[V(1)]Y--Trace 1::[V(1)]Ts 00 7,8125E-070, ,8125E-07 1,5625E-060, ,8125E-07 0, , ,5625E-06 0, , ,125E-06 0, , , , , , ,000050, , ,00010, , , , ,8125E-05 0, , ,8125E-05 0, , ,8125E-05 0, , ,8125E-05 0, , ,8125E-05 0, , ,8125E-05 0, , ,8125E-05 0, , ,8125E-05 0, , ,8125E-05 0, , ,8125E-05 0, , ,8125E-05 0, , ,8125E-05 0, , ,8125E-05 0, , ,8125E-05 0, , ,8125E-05 0,001350, ,8125E-05 0, , ,8125E-05 0, , ,8125E-05 0, , ,8125E-05 0, , ,8125E-05 0, , ,8125E-05 0, , ,8125E-05 Voorbeeld V(1) = 1V∙sin(2π10 3 t) Stel: T A = 10 ms N = 128 T MAX = T A /N = 78,125 μs

Time Frequency Tijdens het exporteren naar LabVIEW worden de punten via interpolatie opnieuw berekend zodanig dat T S constant wordt.  Leakage ! N = 128 en T A = 10∙T G

T A = 10 T G T MAX = T A / 128 T A ≈ 50 T G T MAX ≈ T G / 500 Time Frequency

RF oscillator op f min