ВЧ и СВЧ компоненты компании SYNERGY. Генераторы управляемые напряжением и синтезаторы частоты

Ни для кого не секрет, что на рынке ВЧ/СВЧ%компонентов представлено великое множество
сходных по функциональному назначению решений. Как правило, данные решения
незначительно отличаются по своим характеристикам, поскольку каждый
из производителей старается представить прибор, не уступающий аналогам конкурентов.
В связи с этим, выбор того или иного решения определяется лишь его доступностью
и предпочтениями разработчика. Однако у многих производителей существуют отдельные
компоненты и серии, значительно отличающиеся от подобных им на рынке.
Именно о таких компонентах и пойдет речь ниже.

Прежде чем непосредственно рассмотреть компоненты и их характеристики, будет уместно сказать несколько слов о компании-производителе.

SYNERGY Microwave (www.synergymwave.com)
была основана в 1982 году. Чуть позднее, в феврале
1983 года компания получила статус корпорации
и стала называться SYNERGY Microwave Corporation.
Основным полем деятельности компании является
разработка и производство активных, а также пассивных ВЧ/СВЧ-компонентов. Основной офис компании располагается в Нью-Джерси (New Jersey, США). Там же расположены лаборатории и производственные мощности компании. Компания
SYNERGY производит достаточно широкий спектр
приборов: аттенюаторы, ключи, фильтры, делители
мощности, удвоители и синтезаторы частоты, генераторы, управляемые напряжением (ГУН), фазовращатели, фазовые детекторы, модуляторы, монолитные усилители и т. д. Помимо стандартной продукции компания занимается изготовлением приборов
с характеристиками, необходимыми заказчику. Компания имеет сертификат соответствия ISO 9001.

В данном материале мы не станем рассматривать
весь спектр продукции компании, а остановимся
лишь на тех компонентах, чьи характеристики позволяют выделить их среди общей массы предложений на рынке. Далее речь пойдет о генераторах, управляемых напряжением (ГУН, VCO — Voltage Controlled Oscillator) и синтезаторах частоты (Frequency Synthesizer).

Разработка и производство подобных приборов
традиционно является сильной стороной компании
SYNERGY. Любопытно отметить, что у президента
компании Ульриха Л. Роде (Ulrich L. Rohde) есть несколько научных работ в этой области. Например,
статья «A New and Efficient Method of Designing Low

Noise Microwave Oscillators» («Новый и эффективный метод разработки ВЧ/СВЧ-генераторов с низкими шумами»).

Среди ГУН, производимых SYNERGY, можно выделить следующие группы:

• ГУН с возможностью перестройки частоты более чем на октаву (Larger than octave bandwidth VCO’s);
• ГУН, обладающие высокой температурной стабильностью параметров (Temperature stable VCO’s);
• ГУН с двумя входами управляющего напряжения (Dual tuning port VCO’s).

ГУН с возможностью перестройки частоты более чем на октаву

Данная группа представлена моделями DCFO-35105,
DCMO-190410, DCMO-150320 и DCMO-60170. Эти генераторы перекрывают диапазон частот от 150
до 4100 МГц, причем они позволяют изменять рабочую частоту в достаточно широких пределах. Например, для модели DCFO-35105 рабочая частота может
меняться от 350 до 1050 МГц. Генераторы этих серий могут работать в диапазоне температур от –30
до +75 °С при напряжении питания 5 В. Выход генераторов согласован на нагрузку 50 Ом. Следует также
особо отметить достаточно низкие значения спектральной плотности фазового шума и достаточно
высокую термостабильность данных приборов. Как видно из графика, приведенного на рис. 1,

для DCMO-190410 значение спектральной плотности фазного шума составляет –90 дБс/Гц при смещении на 10 кГц. Зависимость частоты генератора
DCFO-35105 от управляющего напряжения для различных температур приведена на рис. 2. Все вышеперечисленные приборы предназначены для поверхностного монтажа. Основные параметры генераторов приведены в таблице 1.

ГУН, обладающие высокой температурной стабильностью параметров

В качестве примера подобных приборов
можно привести CSO-1000 и CSO-2507. Данные модели используют в качестве частотнозадающей цепи резонатор на основе ПАВ (поверхностных акустических волн), что обеспечивает им низкие значения спектральной
плотности фазового шума и крайне высокую
термостабильность, а также равномерность
изменения параметров в зависимости от температуры. Это хорошо иллюстрируют графики, приведенные на рис. 3–5. Помимо этого,
применение резонатора на основе ПАВ обеспечивает стойкость генератора к внешним воздействиям (например, вибрации). Однако при
всех достоинствах данное решение обладает одним существенным недостатком: использование ПАВ резко снижает диапазон перестройки частоты (рис. 4). Например, для CSO-1000
диапазон перестройки составляет всего 4 МГц (от 998 до 1002 МГц), в то время как у модеей предыдущего семейства он на несколько порядков больше.

Конструктивно CSO-1000 и CSO-2507 выполнены в корпусах размером 19,05Z19,05Z6,7 мм
для поверхностного монтажа, и могут работать в диапазоне температур от –40 до +85 °С.

Основные параметры вышеуказанных генераторов приведены в таблице 2.

ГУН с двумя входами управляющего напряжения

Модели DTMFO-900A, DTMFC-1025A и DTMFC-2100A являются типичными представителями данной группы. Особенностью данных приборов является наличие двух вхо-
дов управляющего напряжения. Один из входов служит для грубой установки частоты,
а другой — для точной. Например, для модели DTMFO-900A напряжение перестройки может колебаться от 0,5 до 15 В при крутизне перестройки частоты 13–26 МГц/В (грубая установка частоты). Для входа точной установки
частоты эти параметры составляют 1–5 В и 2–4 МГц/В соответственно. ГУН этих серий
могут работать в диапазоне температур от –40 до +85 °С при напряжении питания 8 В. Следует отметить достаточно низкие значения спектральной плотности фазового шума данных
приборов, что хорошо проиллюстрировано графиком на рис. 6, где показана зависимость спектральной плотности фазного шума от смещения (для модели DTMFO-900A). Зависимость
частоты генератора DTMFO-900A от управляющего напряжения для различных температур по каждому управляющему входу приведена на рис. 7–9. Генераторы серий DTMFO иDTMFC
выполнены в корпусах для поверхностного монтажа (аналог LPCC). Основные параметры генераторов приведены в таблице 3.

Синтезаторы частоты

Компания SYNERGY выпускает широкий
спектр синтезаторов частоты для различных
применений. В рамках данного материала мы
не станем рассматривать всю продукцию подобного типа, а остановимся лишь на нескольких ее группах: высококачественных синтеза-
торах частоты на основе DDS (Direct Digital
Synthesis — прямого цифрового синтеза)
и широкополосных малошумящих синтезаторах.

Типичными представителями первого се-
мейства являются модели серий MTS-2500
иMTS-3000. В основном данные синтезаторы
предназначены для инструментальных изме-
рений, а также для работы в доплеровских
РЛС. Данные синтезаторы характеризуются
широким диапазоном рабочих частот, малым шагом перестройки (до 1 Гц), быстрым захва-
том частоты после перестройки, стабильностью к внешним воздействиям, низкими значениями спектральной плотности фазового
шума, легким программированием, высокой спектральной чистотой выходного сигнала.
Следует отметить богатый выбор интерфейсов управления: по умолчанию используется
SPI, однако возможно использование RS232, I2C и USB. Синтезаторы данного типа выполнены в законченных корпусах для монтажа
в стойку или на шасси. В качестве примера приведем некоторые параметры синтезатора MTS300950DS:

• диапазон рабочих частот: 300–950 МГц;
• напряжение питания: 13 В (±3 В);
• шаг перестройки частоты: 1 Гц;
• спектральная плотность фазового шума:
  – при смещении на 10 кГц: –104 дБс/Гц;
  – при смещении на 100 кГц: –125 дБс/Гц;
• диапазон рабочих температур: от 0 до +50 °С;
• время установки частоты во включенном состоянии составляет менее 15 мс, при включении — менее 1 с;
• выходная мощность: +12 дБм.

Второй большой группой продуктов, на которую следует обратить внимание, являются
широкополосные малошумящие синтезаторы серий FSH, FSW и LFSW. Эти синтезаторы характеризуются низкими значениями
спектральной плотности фазового шума и широким рабочим диапазоном. Модели серии FSH построены на основе чипа компании Analog Devices ADF4113 и имеют последовательный интерфейс. Модели серий FSW
и LFSW выпускаются с несколькими типами интерфейсов: I2C, 3-проводной, SPI, RS232.
Как и другая продукция компании, синтезаторы этих серий предназначены для поверхностного монтажа. Некоторые параметры вышеуказанных синтезаторов приведены в таблице 4.

Суммируя все вышесказанное, можно сделать вывод о том, что SYNERGY удалось
представить на рынок интересные, и главное, вполне конкурентоспособные (а по некоторым параметрам — и превосходящие аналоги конкурентов) решения. А если вернуться к началу статьи и вспомнить, что создание приборов подобного класса является в некотором роде «коньком» компании,
то в ближайшем будущем можно смело ожидать появление новых интересных разработок.

Более полную информацию о продукции компании SYNERGY можно получить на сайте www.synergymwave.com.