Op Amps ile Aktif Frekans Doubling'e Giriş
Frekans doubling radyo frekansı (RF) mühendisliğinde temel bir tekniktir, operasyonel yükselteçler (op amplitüdler) tam olarak iki kat daha fazla giriş kaynağının frekansına ulaşmada çok yönlü ve yüksek performanslı bir yaklaşım sunar.Bu işlem, frekans sentezleri, modulation ve sinyal değiştiricileri ile devre dışı bırakma yeteneği, sabit harmonik nesilleri ve filtrelemeleri ile daha iyi bir şekilde yapılandırır.
Frekansın RF Sistemlerinde Doubling Anlamasını Anlamak
Frekans doubling (ayrıca ikinci harmonik nesil olarak da adlandırılır) iki frekansta bir giriş sinusoidi alır, ancak pratik devreler kaçınılmaz olarak diğer harmonikler ve intermodülasyon ürünleri üretir ve temel ve yüksek sipariş koşullarını bastırırken, yüksek çözünürlükte, yüksek frekanslarda, yüksek frekanslı bir frekansta, frekansta ise, yüksek frekanslar oluşturabilir.
Aktif Versus Pasive Frekans Multipliers
Pasif frekans çiftleri, mevcut olmayan sapmaların (örneğin, Schottky diyots) veya transistörlerin yönlendirmesi ile çok yüksek frekanslarda (örneğin, gigahertz aralığı) ve genellikle amplitüdlerin kullanılması durumundan daha yüksek frekanslara ihtiyaç duyduklarını varsayar.
Frekans Doubling için Core Op-Amp Teknikleri
Birkaç devre topolojiler, frekansların af ampliflerle çarpışmasını fark edebilir. En yaygın yöntemler giriş sinyaline dayanmaktadır, tam dalga düzeltmesi ile takip edilen bir filtre veya analog multiplier IC. her yaklaşımın karmaşıklığı, bant genişliği ve harmonik saflık açısından ticarete sahip olması.
Squaringl Ampiifier
Bir iki kat daha fazla bir süre sonra, bir ikiyüzlülük (bir) bir ikiyüzlülük (bir) veya ikiyüzlülük (bir) bir ikiyüzlülük) bir şekilde (bir) bir araya gelir.
Filtrele Tam-Wave Rectifier with Filter
Akustik tam dalga retifier, af amplifikasyonu ile inşa edilmiş bir amplifikatör (örneğin, iki diyot ve toplam değiştirici konfigürasyonu kullanarak) bir çıkış yapar.Bir sinüssel giriş için, Fourier serisi, 2)) İstenen frekans yöntemi ile tekrarlanır.
Analog Multiplier ICs
Dört eksenli analog çok basit IC'ler AD633, AD734 veya MPY634'ü birbirine bağlayan bir ağ olarak yapılandırılabilir.[Dörtücükler, aynı sinyale bağlanır.)[Döneticileri, doğru bir ürün çıkışı sunar.[Döneticileri değiştir]
Op Amp-Based Frekans Çiftleri için tasarım ilkeleri
Seçilmiş squaring tekniğine bakılmaksızın, birkaç tasarım ilkeleri sağlam ve tekrarlanabilir performans sağlamak için takip edilmelidir.
Op Seçici
Frekans için birkaç megahertz'a kadar, op amp'nin kazanç bant genişliği ürünü (GBW) en az 10 kez, sinyalin doğrusal olmayan artış için yeterli miktarda artış sağlama hedefinin düşük olması gerekir. Low gürültü (e.g.T:0)[Dönemli)[Dönemli)[Dönemli)[TFLT:0)
Biasing ve DC Offset Yönetimi
Squaring devreleri, giriş amplimal blok ile değişir. Bu dengeleme daha önce kullanılmalıdır, genellikle bir dizi kapasitör veya yüksek frekanslı filtre ile. ek olarak, amp girişi dengeleme gerilimi bile squaring blokta bozulmaya neden olabilir. Düşük giriş dengeleme (örneğin, <100 μV) veya dengeleme işlemine ek olarak, çok basitleştirilmiş bir devrede eklenecektir.In multiplier- bazlı tasarımlar, AD633, çıktı beslemeyi dengelemek için kesebilir.
Filtre Tasarımı
Döküzücük sahnenin çıkışı sadece istenen 2)[Dörtüncü) değil, aynı zamanda DC terimi, temel frekans ()[f[Döneticileri) ve daha yüksek sipariş harmonikleri içerir ())))
Nonlinear Elementleri
Bir diyot veya transistör tabanlı squaring devre kullanıyorsanız, doğrusal olmayan elementler sıcaklık istikrarı ve düşük dengeleme için eşlenmelidir. Eşleştirilmiş transistör dizileri (prodüktörleri gibi) hassas özellikleri sağlar. Schottky diyot multipliers için, ileri gerilim damla ve kavurma işlemi için düşünülmelidir.
Pratik Tasarım Örneği: A Wideband Squaring Doubler
PPV: 1 V[D=0) ile birlikte, x x x x x x x x x x x x x (p) ile bir araya gelir.
Meydanlar ve Mitigation Strategies
Linearity and Distortion
Tüm squaring devreleri doğal olarak doğrusal değildir, bu da girişin birden fazla frekans içerdiğinde intermodülasyon ürünleri üretebilir.Tek tonlama için, birincil endişe, 2)) diyot geçişleri oranıdır; iki diyot ile sabit bir yapılandırma ve üçüncü harmonik bir amplifiğe sahip bir amplifiğe sahip bir amplifiğe sahip bir amplifiğe bilekleme.For reaktif çiftleştirici, iki yönlü geçiş için.
Gürültü ve Faz Gürültü
Bir frekans çiftliğinin çıkış aşamasının gürültünün (seçmişlerin) çok daha kötü olduğu, ancak, amplifiğin gürültünün ve ek bozulmaların ek bozulmasını tanıtabilir.
Band Wide Limitations
Op amp GBW ve slew oranı en yüksek giriş frekansını sınırlamaktadır. 10 MHz'in üzerindeki frekanslar için, ayrık transistörler veya RFIC multipliers (örneğin HMC188) bir prototip inşa etmeden önce devreyi doğrulayabilmeli.
Sıcaklık Stability
Aktif bileşenler (op amp dengeleme, diyot ileri gerilimler, multiplier ölçeklendirme) sıcaklıkla sürüklenir. Hassas çiftler için, düşük sıcaklık katla bir af amp kullanın (örneğin, <1 μV/°C) ve mümkünse, bir sıcaklık-kompensated multiplier. Basit bir çalışma, periyodik olarak ayarlanabilir bir ortamda devreyi çalıştırmak veya periyodik olarak ayarlanabilir bir kesme ayarı sağlamak.
Op- Amparik Frekans Çiftleri Uygulamaları
Aktif kazanç, integral filtreleme ve Interview kolaylığı, birkaç RF ve enstrümantasyon bağlamında artırılmış olan iki değişkeni yapar:
- [FONT:0)Local Oscillator Multiplication: Low-faz kristal osilatörler 5 MHz gibi frekanslarda, RF transceivers veya saat nesli için iki katına çıkabilir.
- [FONT:0)Modulation and Upconvers:[Dönderler, alt bir alttabanın dorulması, temiz bir RF taşıyıcı üretmek için bir analogla birleştirilebilir.
- [FONT:0)Test Ekipman:[Döneticileri ve frekans karşıları genellikle çıktı aralığını uzatmak için bir çift içerir. A op-amp çözümü, ayarlanabilir kazanç sağlar ve temiz bir test sinyali üretmek için inşa edilmiş filtreleme sağlar.
- [FONT:0)Phase-Locked Loop (PLL) Frekans Synthesis:) PLL geri bildirim yolları bazen faz karşılaştırması için daha yüksek bir referans oluşturmak için frekans çiftleyici gerektirir. Aktif çiftler pasif diyotlardan daha düşük maliyetli bir çıkış sunar.
- [FONT=0]Doppler Radar ve Spectrum[Doppler: Bazı radar sistemlerinde, hedef algılama için kompozit bir dalgaform oluşturmak için sabit bir frekans iki katına çıkar. Op-amp çiftleri aynı gemideki diğer analog sinyal işleme blokları ile entegre edilebilir.
Modern af amplitüslerin hassas ve programlanabilirliğini kullanarak, mühendisler hem kompakt hem de yüksek performanslı, özellikle de düşük seviyeli bileşenler hala avantajlı olan frekans çiftlerini tasarlayabilirler.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Frekanslama için aktif devreler tasarlayın, artırılmış yükselteçli yükselteçli bir amplifiğe veya çok basit bir şekilde, başarı anahtarı, doğru olmayan elemanların seçilmesi, DC'nin performanslarını yönetmek için uygun önyargılar ve yüksek frekanslarda yüksek frekanslarda yüksek frekanslar için uygun bir şekilde ayarlandığında, yüksek frekanslarda yüksek frekanslar için standart olarak sabit olmayanlar ile karşılaştırıldığında, yüksek frekanslar için doğru bir şekilde ayarlanabilir.
[FONT=0)Dönemli Referanslar: [Dönemli: [Dönemli: 1)
- [FONT:0)Analog Cihazları - Uygulama Not: Bir Frekans Çifti Olarak Analog Çokplier Kullanımı).
- [0]Texas Instruments – RF ve High-Speed Applications için Op Amp Selection Kılavuzu).
- [FONT:0)Electronic Design – Frekans, Operasyonel Amplifiers ile çelişir.