Ontwerp RF oscillator volgens procedure Ontwerp RF oscillator volgens procedure Oscillatorfrequentie > 1 MHz Oscillatorfrequentie > 1 MHz Voorzie frequentieregeling.

Presentatie over: "Ontwerp RF oscillator volgens procedure Ontwerp RF oscillator volgens procedure Oscillatorfrequentie > 1 MHz Oscillatorfrequentie > 1 MHz Voorzie frequentieregeling."— Transcript van de presentatie:

1

2 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

3 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

4

5 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.

6 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

7 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

8 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

9 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

10

11 Transient analyse met C D = 420 pF

12 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

13

14 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.

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

16 Oplossing: DOT display  LINE display

17 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

18 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

19 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 ?

20 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

21 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

22 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

23 T S in een transient analysis is veranderlijk ! X--Trace 1::[V(1)]Y--Trace 1::[V(1)]Ts 00 7,8125E-070,0049087197,8125E-07 1,5625E-060,0098173197,8125E-07 0,0000031250,0196336921,5625E-06 0,000006250,0392598163,125E-06 0,00001250,0784590960,00000625 0,0000250,1564344650,0000125 0,000050,3090169940,000025 0,00010,5877852520,00005 0,0001781250,8997482847,8125E-05 0,000256250,9992290367,8125E-05 0,0003343750,8627343867,8125E-05 0,00041250,5224985657,8125E-05 0,0004906250,0588708047,8125E-05 0,00056875-0,4186597387,8125E-05 0,000646875-0,7973206547,8125E-05 0,000725-0,9876883417,8125E-05 0,000803125-0,9448060467,8125E-05 0,00088125-0,6788007467,8125E-05 0,000959375-0,2524915777,8125E-05 0,00103750,2334453647,8125E-05 0,0011156250,6642524387,8125E-05 0,001193750,9381913367,8125E-05 0,0012718750,990569347,8125E-05 0,001350,8090169947,8125E-05 0,0014281250,4364092417,8125E-05 0,00150625-0,0392598167,8125E-05 0,001584375-0,5056573737,8125E-05 0,0016625-0,8526401647,8125E-05 0,001740625-0,998265617,8125E-05 0,00181875-0,9081431747,8125E-05 Voorbeeld V(1) = 1V∙sin(2π10 3 t) Stel: T A = 10 ms N = 128 T MAX = T A /N = 78,125 μs

24 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

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

26 RF oscillator op f min

27