450MHzのクロック生成（その２） 　（2021年2月27日）

一応、前回で450MHzの出力は出て来たのですが
スプリアスだらけで、使い物になりません。
AMPで増幅する前に、水晶発振器→BPF（150MHz）の
スペクトルを観測しました。


必要な150MHz（3倍波）以外に、150MHzを基準として
　50MHｚ（基本波）　-50dB
250MHｚ（５倍波）　-52dB
350MHz（7倍波）　-50ｄB
450MHz（9倍波）　-50dB
が見えます。
50MHzの方形波なので、奇数倍成分が多いのはセオリー通りですね。


ここはもう、作り直してしまいます。
水晶発振器と、3.3Vのレギュレータ以外、みんな取っ払って
しまいました。


複同調を２段から３段にします。
シールド板も付けます。


これはシールド板を付けない状態で測定しました。
150MHz以外が一応見えなくなりましたが、、、


スペアナのRBW、VBWを狭くしてノイズフロアを極力下げて
観測すると、150MHzを基準として
100MHｚ　-72dB
250MHｚ　-73dB
が観測できました。


シールド板を付けました。
100MHz、250MHzがさらにかすかになりました。
シールド板の効果はありますね。
全部、シールド板で囲んだわけではなく、手前の面は
開放のままです（はんだ付けがしにくくなるので）。

150MHz以外は相当除去できましたので
次はこれをAMPに入れて３倍高調波の450MHzを
取り出します。
450MHzのBPFも同様にシールドすることにします。


念のため、0〜2.2GHzまで観測しておきました。
高次の高調波は無さそうです。
来週は、このキレイな150MHzを増幅して、3倍高調波を取り出すことにします。


2021年3月2日
AMPにはやや過大な入力を加えて歪ませます。

パワー配分を考えると、AMPはBGA2800では
出力（-1dBコンプレッション時）＝-1dBmしかないので
不足です（Gainは20dB）。
同じBGAシリーズ（同一ピン配列）のBGA2869を
使うことにします。このICは
出力（-1dBコンプレッション時）＝+10dBmあって強力です。
ただ、Gainが31dBもあって、じゃじゃ馬です。
発振しています。これはだいぶマシになった方で、
最初はもっとめちゃめちゃでした。


アンプIC（BGA2869）パッケージの上側をスズメッキ線を通して
入出力をシールドしたり、GNDへの配線を強化したところ、
発振は収まりました。


現在、こういう構成です。
【XO-50MHz】 → 【R】 → 【C】 → 【BPF-150MHｚ】 → 【AMP（BGA2869）】

【R】の値を変えて観測してみました。
もちろん、AMPの出力は150MHz成分が一番大きいです。
これがAMP内で歪んで、450MHzを得ます。
450MHｚを基準にすると、

　【R=510Ω】
　　300MHｚ　-7.3dB
　　600MHｚ　-1.8dB
　　750MHｚ　-9.0dB

　【R=330Ω】
　　300MHｚ　-8.0dB
　　600MHｚ　-13.5dB
　　750MHｚ　-11.3dB

　【R=220Ω】
　　300MHｚ　-3.5dB
　　600MHｚ　-8.0dB
　　750MHｚ　-10.1dB

です。450MHzの近傍の高調波は低い方がいいので
R=330Ωが良さそうです。
この時、450MHzは+0.6dBmが得られています、

この後、
【0.6dBm】→ 【BPF-450MHz】 → 【AMP2】 → 【BPF-450MHz】 → 【分配器】
と進みます。

AMP2はGain=19dB、出力（-1dBコンプレッション時）＝+18dBm
のBGA616を使います。もう逓倍は終わっているので歪ませないように
します。

２つのBPF、分配器の合計損失が18dBぐらいあっても
分配器の出力には0dBmが得られ、丁度良いです。
DDSのクロック入力は Min -15dBm　〜 Max +5dBm
（標準で0dBm）です。

さて思惑通りいくかにゃ？