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La forma más fácil de generar una señal de cuadratura en una placa de circuito impreso

Tengo un chip que necesita un LO de cuadratura. Especificaciones:

  • Gama de frecuencias: 1,7 GHz - 2,5 GHz (se agradece una gama más amplia)
  • Ambos diferenciales I/Q (es decir, 4 hilos en total)
  • Cada cable 1Vpp
  • Desplazamiento DC de 500mV (capaz de conducir 50 Ohm, es decir, 10-20mA)
  • La adaptación es de 50 Ohm pero no es perfecta (S11 > -10dB)
  • Jitter: cientos de fs rms (como 400fs)
  • Precisión de fase: ~1 grado
  • Si es posible : Capacidad de salto/desplazamiento rápido (o incluso ultrarrápido) (alrededor de 10ns)
  • Coste: "no importa"
  • Poder: "no importa"

Para mi revisión actual, utilizo un generador de señales externo que entra en un híbrido de 90 grados y entra en la PCB a través de 2 conectores SMA (I y Q). Cada uno de estos canales pasa por un balun 1:1 incorporado. Un estrangulador de RF añade un offset DC de 500mV.

Sin embargo, esta configuración es torpe, el balun de a bordo (MABA-007871-CT1A40) ni siquiera cumple con las especificaciones. Para mi segunda revisión, me gustaría generar estas señales a bordo para simplificar la configuración.

Un RFDAC (como el AD9164: 16 Bit, 12 GPBS) satisfaría todos los requisitos, pero conseguir que esta bestia BGA de 165 pines con su interfaz SERDES funcione me lleva una eternidad.

Así que si relajo el requisito de asentamiento rápido supondría que hay soluciones por ahí. Sin embargo, no puedo encontrar ningún generador de cuadratura en DigiKey. (Puedo encontrar moduladores o demoduladores I/Q pero necesito la generación).

5voto

ThreePhaseEel Puntos 651

La rapidez de los cambios de dirección facilita el trabajo de 0 a 90

Dado que el sistema de destino puede aceptar una señal no sinusoidal, la solución a este problema es bastante sencilla: generar una señal diferencial de 3,4 a 5GHz reloj (por las buenas o por las malas, no me importa cómo lo consigas), y luego utilizar 2 DFF en la configuración clásica del generador de cuadratura, como se muestra a continuación (imagen de este artículo ):

DFF quadrature generator

Teniendo en cuenta que los flip flops rápidos, como el de 10GHz NB7V52M tienen E/S diferenciales, podemos eludir el inversor (se convierte en una transposición diferencial), dando lugar al circuito resultante (los componentes de terminación no se muestran por claridad):

schematic

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

El coste de las piezas no es un problema: dudo mucho que se pueda conseguir un generador de 5 GHz por menos del coste de los dos circuitos integrados de flip-flop en la solución.

4voto

ianb Puntos 659

Un divisor de fase analógico de banda ancha puede hacerse así: -

enter image description here

El estímulo de entrada viene de V1 y las salidas I y Q están en Va y Vb. Siempre que se mantengan las dos resistencias a un valor de \$\sqrt{\frac{L}{C}}\$ entonces se obtiene un desplazamiento de fase constante de exactamente 90 grados entre Va y Vb.

Así, para la implementación anterior, el diagrama de bode es: -

enter image description here

El único inconveniente es que hay variaciones de amplitud en Va y Vb en toda la gama de frecuencias. Por ejemplo, a 1,7 GHz, Va es unos 2 dB mayor que Vb. A 2,5 GHz, Vb es unos 1,4 dB mayor que Va.

Sólo una idea.

2voto

krgrant Puntos 11

¿Por qué no utilizar un pasivo filtro polifásico ¿como este?

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Fuente de la imagen: http://article.sapub.org/10.5923.j.msse.20120104.02.html

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