Снижение фазового шума в LC-генераторе с конденсатором с большими потерями

У меня есть емкостной датчик вибрации, базовая емкость которого может варьироваться от 4 до 10 пФ из-за допусков при изготовлении/установке, тогда как обнаруживаемые им вибрации могут изменять его емкость только в диапазоне менее пФ.

Чтобы преобразовать емкость в напряжение, я использую LC-генератор, так как датчик устроен так, что одна из его сторон должна быть заземлена, а также цепь должна быть нечувствительна к электромагнитным помехам. Как следствие, RC-генераторы и емкостные цифровые преобразователи использовать нельзя.

Проблема в том, что я хочу получить как можно меньше фазового шума с помощью пробника с потерями. У меня есть неплохие результаты с топологиями Вацкаржа и Лампкина, но я хочу пойти дальше. Я нашел способ активного увеличения добротности катушек индуктивности ( см. здесь ), но мне нужно увеличить добротность конденсатора, а не катушки индуктивности.

Я также обнаружил, что связанные резонаторы могут уменьшить фазовый шум ( см. здесь ), но, похоже, я не смог найти никаких примеров практических генераторов со связанными LC-резонаторами, кроме микрополосковых. Я предпринял попытку спроектировать генератор со связанными LC-резонаторами, используя эту технику , но оказалось, что для этого требуются конденсаторы относительно высокой емкости, в то время как мне нужно поддерживать максимально высокое отношение Δf/ΔC, так что это тоже не сработало.

Пожалуйста помоги.

Ответы (2)

Синтезатор HP3033 использовал VCO примерно так

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Обратите внимание, что узлы RETURN двух обходных конденсаторов VDD связаны с RETURN резонатора для бесшумной работы. Кроме того, C5 является частью резонансного тракта, поэтому его переменный ток влияет на фазовый шум.

Вы можете установить диоды Шоттки на R2, если вам нужна фиксированная амплитуда Vout 0,3 В PP.

Вы должны сделать C3 довольно маленьким, чтобы только часть резонансной энергии рассеивалась в этом базовом резисторе.

Не могли бы вы объяснить, почему эта схема должна иметь меньший фазовый шум, чем другие LC-генераторы? Я смоделировал это, и Q1 достигает насыщения каждый цикл колебаний; не увеличивает ли это фазовый шум? Или я не до конца понимаю схему и поэтому делаю что-то не так?
размах напряжения на коллекторном резисторе Q1 будет составлять 15 вольт * 100/1000 или максимум 1,5 вольта, если дифференциальная пара имеет достаточный базовый привод для полного поворота влево-вправо. И уменьшите C3 до 100 пФ или 1 нФ.
В конце концов я пришел к выводу, что ответ, который я первоначально принял, мне не подходит, поскольку чувствительность модулируется потерями в пробнике, поэтому я выбрал схему, предложенную в этом ответе. Никогда раньше не встречал таких топологий осцилляторов, поэтому я начал искать и наткнулся на бюллетень HP8662, где описывался этот генератор. Я немного модифицировал схему, потому что мне нужна более высокая мощность, и колебание было стабильным, несмотря на все мои попытки дестабилизировать его с дополнительными потерями. Спасибо за ваше руководство. imgur.com/a/qjMCsZY
Я рад, что вы можете использовать эту схему. Он был в моем арсенале на протяжении десятилетий, но мне он никогда не был нужен. Основываясь на резисторах R1 и R3, можете ли вы предсказать установившийся ток и напряжение в резервуаре?

Проблема XY, у вас есть то, что фактически является конденсаторным элементом микрофона, с одной заземленной стороной, и вы хотите построить радиочастотный микрофон.

Будь это я, я бы не стал делать его частью генератора, вместо этого использовал кварцевый генератор и включил преобразователь в мостовую схему. Используйте пару фиксированных катушек индуктивности и поршневой триммер или что-то подобное (зашунтируйте его диодом с переменной емкостью, чтобы вы могли сервоприводить рабочую точку для компенсации температурного дрейфа), затем выполните определение фазы на выходном напряжении моста.

Пара катушек индуктивности, поршневой триммер, варикап, кварцевый генератор и какой-то фазовый детектор (может быть, диодный кольцевой смеситель?), за которым следует фильтр нижних частот и какая-то фигня с операционным усилителем, работа сделана.

Я не совсем понимаю, какой мост вы имеете в виду. Вы предлагаете квадратурный детектор с моим зондом в его фазосдвигающей цепи, верно? Насколько мне известно, шум квадратурного детектора пропорционален Q сети RLC. Дает ли этот подход меньше шума, чем LC-генератор?
Хорошо, я придумал новый метод, основанный на том, что вы предлагаете. Добавив схему AFC, я теперь могу использовать высокодобротную сеть RLC.
Снижение фазового шума в LC-генераторе с конденсатором с большими потерями
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v