Jump to content
    

fundamental rejection in frequency doubler

Добрый день!
В частотных умножителях/дублёрах есть такой параметр как fundamental rejection - подавление основной частоты. Зависит этот параметр от качества симметрирующих трансформаторов (балунов).
image.thumb.png.383c5d4a08d47330b4078be3b88f97d2.png

На просторах интернета попалось видео, где разработчик из Plextek RFI показал и рассказал про свой проект удвоителя частоты на техпроцессе TQP13 от Triquint (11 лет назад).

image.thumb.png.35cdf69f31d34d2ed1381ea0ad2a3e90.png

image.thumb.png.4db3b26cc3a72548469a35ab61c355c7.png

image.thumb.png.1aac1645731fb955371254fab12dbf5f.png

image.thumb.png.c29d6287775e1289993b2595a31b78e2.png

Повторил (как обезьянка) за разработчиком из Plextek RFI проект умножителя частоты/дублёра на pHEMT техпроцессе.
Получил следующие результаты:
image.thumb.png.05ed89a727ff90512519ddbfdea9080a.png

image.thumb.png.531c9f08a94c5c4ccf6e63006923b610.png

image.thumb.png.adf91b4b1a9ed1d63e8129baa9edf0eb.png

image.thumb.png.81041fab7b834c97d74c649855f34544.png

При этом меняя размер диода в диодном кольце между симметрирующими трансформаторами могу уменьшить Fund_Rej_dB при этом дельта/offset (между m1 и m2) удвоенной частоты и основного тона увеличится и наоборот.

В процессе моделирования использовал следующие измерительные блоки из состава ADS:
1)    Pspec – это измерение выдает спектр мощности при анализе гармонического баланса.
2)    Pfc – это измерение выдает среднеквадратичное значение мощности одного частотного компонента.
3)    В Measurement Equation – были записаны выражения для потерь преобразования (C_Gain_dB) и подавления основного тона (Fund_Rej_dB)

image.thumb.png.efb8578e914eece729d68cf3a88a7a24.png

В конце добавил ФВЧ на выход удвоителя

image.thumb.png.9afd0f7e6f7813c67db1a6934930729b.png

И получил следующие результаты:

image.thumb.png.c30cd4146ac2786bba5154ce94a7f87d.png

image.thumb.png.910ff44fc7be6e3c77be477d22072de0.png

image.thumb.png.14adb50134ee0aa25b68e002c787b17b.png

image.thumb.png.ae93d2c01b9cb0c92e24a0a120c44af7.png

Очевидно, что балуны Маршанда на TQP13 получились более качественными и у них можно менять ширину линий, тем самым устремляя дисбаланс (баланс) амплитуды и фазы к нулевому значению и как следствие увеличивая fundamental rejection.

Но, тем не менее, что получилось – то получилось.

Насколько критично значение fundamental rejection для удвоителей частоты? Если ФВЧ достаточно хорошо давит основной тон и пропускает с минимальными потерями вторую гармонику, как в этом случае интерпретировать fundamental rejection?

Ведь у разработчика из Plextek RFI и fundamental rejection на высоком уровне больше 47 дБ и на спектре подавление основного тона по сравнению с удвоенной частотой составляет 45 дБ и ФВЧ никаких нет :cray:.

Share this post


Link to post
Share on other sites

1 час назад, APEHDATOP сказал:

Насколько критично значение fundamental rejection для удвоителей частоты?

Все нечетные должны хорошо подавляться. -10dB говорит о первой итерации проектирования.

Что балун показывает по амплитуде и фазе?

1 час назад, APEHDATOP сказал:

подавление основного тона по сравнению с удвоенной частотой составляет 45 дБ

Не так примечательны результаты моделирования, как существание "живых" удвоителей с подавлением основной гармоники 20-30 дБ в широкой полосе около 30ГГц выходной.

Share this post


Link to post
Share on other sites

3 часа назад, rloc сказал:

Что балун показывает по амплитуде и фазе?

Ku-band (EM-анализ):

image.thumb.png.93ccd626d0411a66c4ecf7dfd0b70140.png

image.thumb.png.6a876710b666ad9fd9dee57825abd8d8.png

Kа-band (EM-анализ):

image.thumb.png.5fd0a02d23df05ed52034576c5a06921.png

image.thumb.png.c090681b65d2850e895708180798659f.png

3 часа назад, rloc сказал:

Не так примечательны результаты моделирования, как существание "живых" удвоителей

ну а как же "живые" получить без моделирования - никак:mda:

5 часов назад, APEHDATOP сказал:

Если ФВЧ достаточно хорошо давит основной тон и пропускает с минимальными потерями вторую гармонику, как в этом случае интерпретировать fundamental rejection?

А на этот вопрос есть какие соображения?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Балун должен работать на двух частотах (минимум, лучше больше). На Ku-band на 2xF1 разваливается.

Share this post


Link to post
Share on other sites

3 минуты назад, rloc сказал:

Балун должен работать на двух частотах (минимум, лучше больше). На Ku-band на 2xF1 разваливается.

Подождите...А что не так с таким построением схемы? На низкую частоту Ku-band - балун побольше в геометрических размерах, на верхнюю частоту - Ka-band - балун поменьше в геометрических размерах. Где нарушение принципов построения умножителей? (может есть книга или статья - где это указывается?)

На другой диапазон частот, с другими трансформаторами, но суть таже и верифицирован на фабрике:

image.thumb.png.15ff6e81116426b6e2d397ff1ffce6d0.png

11 минут назад, rloc сказал:

Балун должен работать на двух частотах (минимум, лучше больше).

Я Вас понял :ok: Соответственно можно применить выходной балун в качестве входного - он не валится на разных частотах :good3:

image.png.943cb9ad312d40dbc09c5e2a146af782.png

Share this post


Link to post
Share on other sites

4 минуты назад, APEHDATOP сказал:

На низкую частоту Ku-band - балун побольше в геометрических размерах, на верхнюю частоту - Ka-band - балун поменьше в геометрических размерах.

Попробуйте поставить балун от Ka диапазона в Ku и промоделировать на 16.7ГГц входной частоты.

Share this post


Link to post
Share on other sites

16 минут назад, rloc сказал:

Попробуйте поставить балун от Ka диапазона в Ku и промоделировать на 16.7ГГц входной частоты.

не помогло, то же самое

Да у меня и трансформатор то простенький

image.thumb.png.f8adbf5808348d12f6f99d659f3e74ee.png

Не то что у него

image.thumb.png.04c9513d97d07688e52d85fdb2d3c53f.png

image.thumb.png.75eb8923f52cfc0dacc7605ef514a179.png

Хотя форма характеристик такая же как и у него

Share this post


Link to post
Share on other sites

3 часа назад, APEHDATOP сказал:

не помогло, то же самое

Есть сомнения, что дело в трансформаторе. Возможно еще стоит подставить идеальный трансформатор.

Компания, которая разрабатывает для Minicircuits:

https://patents.google.com/patent/US9300022B2/en

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

×
×
  • Create New...