yig pll

20-11 2006

YIG - DDS - PLL 2 à 18 GHz

La description ci - dessous représente en fait l'OL n° 1 d'un nouvel analyseur de spectre qui est en construction actuellement et dont la description totale sera faite courant 2007. Les deux éléments " de base " de ce PLL sont de récupération . il s'agit comme le dit le titre de l'article , une fois de plus de " YIG " . Le premier est un oscillateur YIG ( hp ) fournissant un signal de 2 à 6,2 GHz, et le deuxième est un multiplicateur à diode " SRD " ( hp ) suivi d'un filtre YIG 2 à 18 GHz . L'ensemble fournit en sortie un signal variable de 2 à 18 GHz. à haute stabilité et à haute résolution .
Cet " OL " est entièrement piloté par une " DDS " afin d'allier stabilité , haute résolution, et reproductibilité. La seule software necessaire au fonctionnement se limite à celle de la DDS et laisse ainsi un large choix à chacun du fait que l'on trouve actuellement beaucoup de descriptions de DDS sur le web. Afin de pouvoir piloter le tout par DDS il à fallu être quelque peu imaginatif au niveau des asservissements " tune + fm oscillateur et tune filtre . En effet , sur le synoptique on s'aperçoit que l'élément important dans l'asservissement est simplement un convertisseur " fréquence - tension " Celui - ci reçoit le signal en provenance de la DDS et le transforme en une tension proportionelle à la dite fréquence . Cette tension va servir à piloter , d'une part l'enroulement " TUNE " de l'oscillateur, et d'autre part, l'enroulement " TUNE " du filtre , par l'intermédiaire de convertisseurs " tension - courant " bien entendu . Afin d'assumer la stabilité en fréquence, l'enroulement " FM " de l'oscillateur est asservi par la tension de correction en provenance du " PLL. Ce PLL est lui - même asservi par la même " DDS " . Afin de pouvoir adapter ce montage à d'autres " YIG " il suffit de corriger le " filtre de boucle " du PLL. Il devient alors possible d' utiliser cet ensemble avec d'autres " YIG ". A ne pas négliger: les dérives thermiques des "YIG ", pour cela ,il faut les monter sur des radiateurs suffisaments généreux. Le temps nécessaire au verrouillage du PLL est en rapport avec le temps de stabilisation thermique de l'ensemble . Il faut donc laisser " chauffer " l'esemble pendant une dizaine de minutes avant de voir le PLL se verouiller .

Voici le synoptique du montage

synopt

Le montage fonctionne correctement , mais pour certains usages il devient nécessaire de rajouter un contrôle automatique de niveau entre l'oscillateur et le multiplicateur car le niveau de sortie varie en fonction de la fréquence .Ceci sera l'objet d'un essai futur. La stabilité finale est tout simplement la stabilité de la DDS, c.cà.d. celle du quartz servant de référence à la-dite DDS . . Le résultat est trés bon. Pour la résolution finale , celle-ci dépent du raport de division du " prescaler " utilisé dans le PLL et de la résolution de la " DDS". Dans l'exemple cité cette résolution est de : 256 x 4 x 0.02 Hz c.à.d. 20.5 Hz entre 2 et 6.2 GHz, de 41 Hz entre 4 et 12 GHz et de 61.5 Hz entre12 à 18 GHz. Une amélioration serait possible à ce niveau en utilisant comme PLL un ADF4007 avec un facteur de division de 64 ( rendant superflu le diviseur HMC362 utilisé dans l'exemple ) et une DDS montant également plus haut en fréquence.

Voici les variations de niveaux aprés reprise de tous les règlages.
( avril 2007 )

Voici un exemple de commande de la bobine " TUNE "
D'autres possibilités sous "YIG " (AD708 + TIP 41 )