이 애플리케이션 노트에서는 85MHz, 190MHz 및 210MHz의 일반적인 IF 주파수에 대한 여러 가지 전압 제어 발진기 (VCO) 설계를 설명한다. 이들 설계는 최적의 결과에 필요한 반복 횟수를 감소시킨다. 분석은 단순한 스프레드시트 프로그램으로 처리할수 있다.
VCO 설계
그림 2는 MAX2310 IF VCO에 사용된 미분 탱크 회로를 보여준다. 분석을 위해서, 탱크 회로는 등가 간이 모델로축소시켜야 한다. 그림 1은 기본 VCO 모델을 보여준다. 발진 주파수는 EQN1로 규정할 수 있다.
EQN1
fosc = 발진 주파수
L = 탱크 회로 내의 코일 인덕턴스
Cint = MAX2310 탱크 포트의 내부 커패시턴스
Ct = 탱크 회로의 총 등가 커패시턴스
그림 1. 기본 VCO 모델
Rn = MAX2310 탱크 포트의 등가 부성 저항
Cint = MAX2310 탱크 포트의 내부 커패시턴스
Ct = 탱크 회로의 총 등가 커패시턴스
L = 탱크 회로 내의 코일 인덕턴스
그림 2. MAX2310 탱크 회로
인덕터 L은 발진기(Ct+Cint)의 내부 커패시턴스 및 탱크의 총 등가 커패시턴스와 함께 공진한다(그림 1 참조). Ccoup는 DC 블록을 제공하고 버랙터 다이오드의 가변 커패시턴스를 탱크 회로에 결합시킨다. Ccent는 탱크의 발진 주파수를 공칭 값에 집중시키는데 사용된다. 이것은 인덕터 값 사이에서 공진을 미세 동조시켜서 자유도를 추가하는 것 이외에는 필요하지 않다. 저항기 R은 동조 전압 라인(Vtune)을 통해서 버랙터 다이오드에 역방향 바이어스 전압을 공급한다. 이러한 값은 부하시의 탱크 Q에 영향을 미치지 않도록 충분히 크게 선택하되 4kTBR 잡음을 충분히 무시할 수 있을 만큼 적게 선택해야 한다. 저항기의 잡음 전압은 KVCO로 변조되어서 위상 잡음을 일으킨다. 커패시턴스Cv는 탱크 내의 가변 동조 부품이다. 버랙터 다이오드(Cv)의 커패시턴스는 역방향 바이어스 전압의 함수이다 (버랙터 모델에 대해서는 부록 A를 참조한다). Vtune은 위상 동기 루프(PLL)에서나온 동조 전압이다.
그림 3은 집중 Cstray VCO 모델을 보여준다. 기생 커패시턴스 및 인덕턴스는 모든 RF
회로에 악영향을 미친다. 발진 주파수를 예측하기 위해서, 기생 소자를 고려해야 한다. 그림 3의 회로에는 Cstray라고 하는 한 개의 커패시터에 기생 소자가 집중되어 있다. 발진 주파수는 EQN2로 규정할 수 있다.
EQN2
L = 탱크 회로 내의 코일 인덕턴스
Cint = MAX2310 탱크 포트의 내부 커패시턴스
Ccent = 발진 주파수를 집중시키는데 사용된 탱크 커패시터
Cstray = 집중 부유 커패시턴스
Ccoup = 버랙터를 탱크에 결합시키는데 사용된 탱크 커패시터
Cv = 버랙터 다이오드의 네트 가변 커패시턴스 (직렬 인덕턴스 포함)
Cvp = 버랙터 패드 커패시턴스
그림 3. 집중 Cstray 모델
그림 4는 세부 VCO 모델을 보여준다. 이것은 패드의 커패시턴스를 고려하지만 단순성을 위해서 직렬 인덕턴스의 영향을 포함하고있지 않다. Cstray는 다음과 같이 정의된다.
EQN3
CL = 인덕터의 커패시턴스
CLP = 인덕터 패드의 커패시턴스
CDIFF = 병렬 트레이스로 인한 커패시턴스
그림 4. 세부 VCO 모델
Rn = MAX2310 탱크 포트의 등가 부성 저항
Cint = MAX2310 탱크 포트의 내부 커패시턴스
LT = 인덕터 탱크 회로에 대한 직렬 트레이스의 인덕턴스
CDIFF = 병렬 트레이스로 인한 커패시턴스
L = 탱크 회로 내의 코일 인덕턴스
CL = 인덕터의 커패시턴스
CLP = 인덕터 패드의 커패시턴스
Ccent = 발진 주파수를 집중시키는데 사용된 탱크 커패시터
Ccoup = 버랙터를 탱크에 결합시키는데 사용된 탱크 커패시터
Cvar = 버랙터 다이오드의 가변 커패시턴스
Cvp = 버랙터 패드 커패시턴스
LS = 버랙터의 직렬 인덕턴스
R = 버랙터 역방향 바이어스 저항기의 저항
분석을 단순화하기 위해서, 인덕턴스LT는 이 설계에서 무시한다. LT의 영향은 보다 높은 주파수에서 더 분명하게 나타난다. 뒤따르는 스프레드시트를 사용하여 LT로 인한 주파수의 편이를 수학적으로 설계하기 위해서, CDIFF의 값은 적절하게 증가시킬 수 있다. 바람직하지 않은 직렬 공진을 방지하기 위해서 인덕턴스 LT를 최소화시킨다. 이것은 트레이스를 짧게하면 된다.
동조 이득
동조 이득(Kvco)은 최상의 폐쇄 루프 위상 잡음을 위해 최소화시켜야 한다. 저항기 "R" 뿐만 아니라 루프 필터 내의 저항기(그림 2)는 광대역 잡음을 발생시킨다. 광대역 열잡음()은 VCO를 Kvco로 변조시킨다. 이것은 MHz/V 단위로 측정된다. Kvco를 최소화시키는 방법은 두 가지가 있다. 첫 번째 방법은 VCO가 동조되는 주파수 범위를 최소화시키는 것이다. 두 번째 방법은 이용 가능한 동조 전압을 최대화시키는 것이다. VCO가 동조되는 주파수 범위를 최소화시키려면, 보여주는 바와 같이, 정밀급 공차 부품을 사용해야 한다. 동조 전압을 최대화시키려면, 폭 넓은 컴플라이언스 범위를 지닌 전하 펌프가 필요하다. 이것은 보통 보다 큰 Vcc를 사용하면 된다. MAX2310에 대한 컴플라이언스 범위는 0.5V에서 Vcc-0.5V이다. 배터리 전원공급 방식 애플리케이션에서, 컴플라이언스 범위는 배터리 전압 또는 레귤레이터에 의해서 고정된다.
조정이 필요없는 설계의 기본 개념
실제적인 부품을 이용한 VCO 설계 생산성(manufacturability)에는 오차 산출 분석이 필요하다. VCO가 고정 주파수(fosc)에서 발진하도록 설계하려면, 부품의 공차를 고려해야 한다. 동조 이득(Kvco)은 이러한 부품의 공차를 고려할 수 있도록 VCO에 설계되어야 한다. 부품의 공차가 정밀하게되면 될수록 가능한 동조 이득은 더 적어지고 폐쇄 루프 위상 잡음은 더 낮아진다. 최악의 경우도 고려한 오차 산출 설계의 경우, 3가지 VCO 모델을 볼 수 있다.
최대-값 부품들 (EQN5)
공칭 탱크, 모든 부품들 완전 (EQN2)
최소-값 부품들 (EQN4)
3가지 모든 VCO 모델은 원하는 공칭 주파수를 처리해야 한다. 그림 5에서는 제작 가능한 설계 솔루션을 제공하기 위해서3가지설계가 어떻게 집중되어야 하는지를 시각적으로 보여준다. 그림 5와 EQN1의 관찰에서는 최소-값 부품들이 발진 주파수를 보다높게 이동시키고, 최대-값 부품들이 발진 주파수를 보다 낮게 이동시키는 것으로 나타난다.
그림 5. 최악의 경우 및 공칭 탱크 집중
최소 동조 범위는 최상의 폐쇄 루프 위상 잡음으로 탱크를 설계하기 위해서 사용되어야 한다. 따라서, 공칭 탱크는 소자 공차(device tolerance)를 고려하기 위해서 오버랩(overlap)으로 중심 주파수를 처리할 수 있도록 설계되어야 한다. 최악의 경우를 고려한 고-동조 탱크 및 최악의 경우를 고려한 저-동조 탱크는 꼭 원하는 발진 주파수의 에지에 동조시켜야 한다. EQN2는 부품 공차로 수정하여 최악의 경우를 고려한 고-동조 탱크 EQN4 및 최악의 경우를 고려한 저-동조 탱크 EQN5를 산출할 수 있다.
패드 커패시턴스 및 기타 부유 커패시턴스를 평가하거나 측정한다. MAX2310 Rev C EV kit의 부유 커패시턴스는 Boonton 모델 72BD 커패시턴스 계기로 측정되었다. CLP = 1.13pF, CVP = 0.82pF, CDIFF = 0.036pF이다.
단계 2
커패시턴스 Cint의 값을 결정한다. 이것은 5 페이지에 나온 MAX2310/MAX2312/MAX2314/MAX2316 데이터 시트에서 볼 수 있다. 탱크 포트 1/S11대 주파수의 전형적인 작동 특성은 여러 가지 일반적인 LO 주파수에 대한 등가 병렬 RC 값을 보여준다. 부록 B에는 고대역 및 저대역 탱크 포트에 대한 Cint대 주파수의 표가 수록되어 있다. LO 주파수는 IF 주파수의 두 배라는 것을 유념한다.
예:
210MHz IF 주파수(고대역 탱크)의 경우, LO는 420MHz에서 작동한다. 부록 B, 표 5에서, Cint = 0.959pF이다.
단계 3
인덕터를 선택한다. 좋은 시작점은 기하 평균을 사용한다. 이것은 반복적인 프로세스이다.
EQN6
이 등식은 L(nH)과 C(pF) (1x10-9 x 1x10-12 = 1x10-21). fosc = 420MHz의 경우 L = 11.98nH라고 가정한다. 이것은 총 탱크 커패시턴스 C = 11.98pF라는 것을 의미한다. 인덕터에 대한 적절한 초기 선택은 12nH Coilcraft 0805CS-12NXGBC 2% 공차일 것이다.
유한 스텝 사이즈(finite step sizes)와 함께 인덕터를 선택할 때, 다음 공식 EQN6.1이 유용하다. 전체 곱 LC (total product LC)는 고정 발진 주파수 fosc에 대해서 일정해야 한다.
EQN6.1
fosc = 420MHz인 경우 LC = 143.5이다. 표 3에서 스프레드시트를 이용한 시행착오 프로세스는 7.9221pF의 총 탱크 커패시턴스와 함께 18nH 2%의 인덕터 값을 발생시켰다. 그림 8에서 탱크에 대한 LC 곱(LC product)은 142.59이며, 이는 143.5의 원하는 LC 곱에 충분히 근접한다. 이것은 바로 사용할 수 있는 유용한 관계라는 것을 알 수 있다. 최상의 위상 잡음을 위해서, Coilcraft 0805CS 시리즈와 같은 High-Q 인덕터를 선택한다. 선택적으로, 공차 및 Q를 알맞게 조절할 수 있는 경우 마이크로스트립 인덕터를 사용할 수 있다.
단계 4
PLL 컴플라이언스 범위를 결정한다. 이것은 VCO 동조 전압(Vtune)이 작용할 수 있도록 설계된 범위이다. MAX2310의 경우, 컴플라이언스 범위는 0.5V - Vcc-0.5V이다. Vcc = 2.7V인 경우, 이것은 컴플라이언스 범위를0.5 - 2.2V로 설정한다. 전하 펌프 출력은 이 제한 값을 설정한다. 탱크에서 전압 변동은 1.6VDC에 집중된 1Vp-p이다. Ccoup에 대해 큰 값을 사용한 경우에도, 버랙터 다이오드는 순방향 바이어스되지 않는다. 이것은 다이오드가 탱크 핀에서 AC 신호를 정류할 때 폐쇄 루프 PLL에서 로크(lock)의 손실과 바람직하지 않은 스퓨리어스 응답을 일으키는 것을 피하기 위한 조건이다.
단계 5
버랙터를 선택한다. 지정된 컴플라이언스 범위에 걸쳐서 양호한 공차를 지닌 버랙터를 찾는다. 직렬 저항을 적게 유지한다. 성능 지수의 경우, 버랙터의 자체 공진 주파수가 원하는 작동 지점보다 높은지 점검한다. 컴플라이언스 범위 전압에서 Cv(2.5V)/Cv(0.5V) 비율을 확인한다. 결합 커패시터 Ccoup가 크게 선택되었다면, 최대 동조 범위는 EQN2를 이용하여 계산할 수 있다. 커패시터 Ccoup의 값이 보다 적으면 이 실효 주파수 동조 범위가 감소한다. 버랙터를 선택할 때, 주어진 컴플라이언스 범위의 중간과 끝 지점에서 정해진 공차를 가져야 한다. 선형 동조 응답을 위해서 Alpha SMV1763-079와 같은 하이퍼어브럽트 버랙터(hyperabrupt varactor)를 선택한다. 총 탱크 커패시턴스에 대한 값을 구하고, 버랙터의 Cjo에 그 값을 사용한다. Ccoup는 탱크에 결합된 네트 커패시턴스를 감소시킨다는 것을 유념한다.
단계 6
Ccoup에 대한 값을 선택한다. Ccoup의 큰 값은 탱크 부하시의 Q의 감소를 무릅쓰고 탱크에 버랙터를 더 많이 결합시켜 동조 범위를 증가시킨다. Ccoup의 보다 적은 값은 동조 범위 감소를 무릅쓰고 탱크 부하시의 Q 및 결합된 버랙터의 유효 Q를 증가시킨다. 일반적으로, 이 값은 원하는 동조 범위를 계속 얻으면서 가능한 한 적게 선택한다. Ccoup를 적게 선택하는데 따른 또 다른 장점은 버랙터 다이오드를 교차하여 전압 변동을 감소시킨다는 점이다. 이것은 버랙터가 순방향 바이어스되는 것을 차단하는데 유용하다.
단계 7
Ccen에 대한 값을 선택한다. 이 값은 공차 때문에 일반적으로 약 2pF이상이다. Ccent를 이용하여 VCO 공칭 주파수에 중심을 맞춘다.
단계 8
스프레드시트로 반복한다.
85MHz, 190MHz 및 210MHz의 IF 주파수에 대한 MAX2310 VCO 탱크 설계
다음 스프레드시트에서는 MAX2310에 대한 여러 가지 일반적인 IF 주파수의 설계를 보여준다. LO는 원하는 IF 주파수의 두 배로 발진한다는 것을 유념한다.
그림 6. 85MHz 저역 IF 탱크 개략도
표 1. 85MHz 저역 IF 탱크 설계
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MAX2310 Low-Band Tank Design and Tuning Range
Total Tank Capacitance vs. V tune
V tune
Total
C
Ct
(Nominal)
Ct
(Low)
Ct
(High)
0.5V
Ct
high
14.1766pF
13.3590pF
14.9459pF
1.375V
Ct
mid
12.8267pF
11.7445pF
13.7620pF
2.2V
Ct
low
11.4646pF
10.3049pF
12.4534pF
Tank Components
Tolerance
C coup
18pF
0.9pF
5%
C cent
5.6pF
0.1pF
2%
C stray
0.70pF
L
68nH
2.00%
C int
0.902pF
10.00%
Parasitics
and Pads (C stray)
Due to
Q
C L
0.1pF
Ind. pad
C Lp
1.13pF
Due to
||
C diff
0.036pF
Var. pad
C vp
0.82pF
Varactor
Specs
Alpha
SMV1255-003
Cjo
82pF
Varactor Tolerance
Vj
17V
0.5V
19.00%
M
14
1.5V
29.00%
Cp
0pF
2.5V
35.00%
Rs
1Ω
Reactance
Ls
1.7nH
X Ls
1.82
Freq
170.00MHz
Nominal Varactor
X c
Net Cap
Cv high
54.64697pF
-17.1319
61.12581pF
Cv mid
27.60043pF
-33.92
29.16154pF
Cv low
14.92387pF
-62.7321
15.36874pF
Negative Tol Varactor (Low Capacitance)
Cv high
44.26404pF
-21.1505
48.42117pF
Cv mid
19.59631pF
-47.7746
20.37056pF
Cv low
9.700518pF
-96.5109
9.886531pF
Positive Tol Varactor (High Capacitance)
Cv high
65.02989pF
-14.3965
74.41601pF
Cv mid
35.60456pF
-26.2945
38.24572pF
Cv low
20.14723pF
-46.4682
20.96654pF
Nominal
LO
(Nom) Range
Low
Tol IF
(High) Range
Nominal
IF
(Nom) Range
High
Tol IF
(Low) Range
F low
162.10MHz
84.34MHz
81.05MHz
78.16MHz
F mid
170.42MHz
89.95MHz
85.21MHz
81.45MHz
F high
180.25MHz
96.03MHz
90.13MHz
85.62MHz
BW
18.16MHz
11.69MHz
9.08MHz
7.46MHz
% BW
10.65%
12.99%
10.65%
9.16%
Nominal
IF Frequency
85.00MHz
Design
Constraints
Condition for
bold number
<IF
=IF
> IF
Delta
0.66
-0.21
0.62
Test
pass
pass
pass
Raise
or lower cent freq by
-0.21
MHz
Inc or
dec BW
-1.28
MHz
Cent
adj for min BW
84.98
MHz
K vco
10.68MHz/V
그림 7. 190MHz 고역 IF 탱크 개략도
표 2. 190MHz 고역 IF 탱크 설계
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MAX2310 High-Band Tank Design and Tuning Range
Total Tank Capacitance vs. V tune
V tune
Total
C
Ct
(Nominal)
Ct
(Low)
Ct
(High)
0.5V
Ct
high
10.4968pF
10.0249pF
10.9126pF
1.375V
Ct
mid
9.6292pF
8.8913pF
10.2124pF
2.2V
Ct
low
8.6762pF
7.7872pF
9.3717pF
Tank
Components
Tolerance
C coup
12pF
0.1pF
1%
C cent
3.4pF
0.1pF
3%
C stray
0.70pF
L
18nH
2.00%
C int
0.954pF
10.00%
Parasitics
and Pads (C stray)
Due to Q
C L
0.01pF
Ind. pad
C Lp
1.13pF
Due to ||
C diff
0.036pF
Var. pad
C vp
0.82pF
Varactor
Specs
Alpha
SMV1255-003
Cjo
82pF
Varactor Tolerance
Vj
17V
0.5V
19.00%
M
14
1.5V
29.00%
Cp
0pF
2.5V
35.00%
Rs
1Ω
Reactance
Ls
1.7nH
X Ls
4.06
Freq
380.00MHz
Nominal
Varactor
X c
Net Cap
Cv high
54.64697pF
-7.66426
116.1695pF
Cv mid
27.60043pF
-15.1747
37.67876pF
Cv low
14.92387pF
-28.0643
17.44727pF
Negative
Tol Varactor (Low Capacitance)
Cv high
44.26404pF
-9.46205
77.51615pF
Cv mid
19.59631pF
-21.3728
24.19031pF
Cv low
9.700518pF
-43.1759
10.70708pF
Positive Tol Varactor (High Capacitance)
Cv high
65.02989pF
-6.44056
175.8588pF
Cv mid
35.60456pF
-11.7633
54.36221pF
Cv low
20.14723pF
-20.7884
25.03539pF
Nominal LO (Nom) Range
Low Tol IF (High) Range
Nominal IF (Nom) Range
High Tol IF (Low) Range
F low
366.15MHz
189.23MHz
183.07MHz
177.78MHz
F mid
382.29MHz
200.94MHz
191.14MHz
183.78MHz
F high
402.74MHz
214.71MHz
201.37MHz
191.84MHz
BW
36.59MHz
25.47MHz
18.29MHz
14.06MHz
% BW
9.57%
12.68%
9.57%
7.65%
Nominal
IF Frequency
190MHz
Design
Constraints
Condition for
bold number
< IF
= IF
> IF
Delta
0.77
-1.14
1.84
Test
pass
pass
pass
Raise or lower cent freq
by
-1.14
MHz
Inc or dec BW
-2.61
MHz
Cent adj for min BW
190.54
MHz
K vco
21.52MHz/V
그림 8. 210MHz 고역 IF 탱크 개략도
표 3. 210MHz 고역 IF 탱크 설계
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MAX2310 High-Band Tank Design and Tuning Range
Total Tank Capacitance vs. V tune
V tune
Total C
Ct (Nominal)
Ct (Low)
Ct (High)
0.5V
Ct high
8.8304pF
8.1465pF
9.4877pF
1.35V
Ct mid
7.9221pF
7.0421pF
8.6970pF
2.2V
Ct low
6.9334pF
5.9607pF
7.7653pF
Tank Components
Tolerance
C coup
12pF
0.6pF
5%
C cent
1.6pF
0.1pF
6%
C stray
0.70pF
L
18nH
2.00%
C int
0.959pF
10.00%
Parasitics and Pads (C stray)
Due to Q
C L
0.1pF
Ind. pad
C Lp
1.13pF
Due to ||
C diff
0.036pF
Var. pad
C vp
0.82pF
Varactor Specs
Alpha SMV1255-003
Cjo
82pF
Varactor Tolerance
Vj
17V
0.5V
19.00%
M
14
1.5V
29.00%
Cp
0pF
2.5V
35.00%
Rs
1Ω
Reactance
Ls
1.7nH
X Ls
4.49
Freq
420.00MHz
Nominal
Varactor
X
c
Net
Cap
Cv high
54.64697pF
-6.93433
154.787pF
Cv mid
27.60043pF
-13.7295
40.99616pF
Cv low
14.92387pF
-25.3916
18.12647pF
Negative
Tol Varactor (Low Capacitance)
Cv high
44.26404pF
-8.56091
92.99806pF
Cv mid
19.59631pF
-19.3373
25.51591pF
Cv low
9.700518pF
-39.0639
10.95908pF
Positive
Tol Varactor (High Capacitance)
Cv high
65.02989pF
-5.82717
282.5852pF
Cv mid
35.60456pF
-10.643
61.54791pF
Cv low
20.14723pF
-18.8086
26.45795pF
Nominal LO (Nom) Range
Low Tol IF (High) Range
Nominal IF (Nom) Range
High Tol IF (Low) Range
F low
399.20MHz
209.92MHz
199.60MHz
190.67MHz
F mid
421.47MHz
225.78MHz
210.73MHz
199.14MHz
F high
450.52MHz
245.41MHz
225.26MHz
210.75MHz
BW
51.31MHz
35.49MHz
25.66MHz
20.09MHz
% BW
12.18%
15.72%
12.18%
10.09%
Nominal IF Frequency
210MHz
Design
Constraints
condition for bold number
< IF
= IF
> IF
Delta
0.08
-0.73
0.75
Test
pass
pass
pass
Raise or lower cent freq by
-0.73
MHz
Inc or dec BW
-0.83
MHz
Cent adj for min BW
210.34
MHz
K vco
30.18MHz/V
그림 9. High-Q 210MHz 고역 IF 탱크 개략도
표 4. High-Q 210MHz 고역 IF 탱크 설계
Light grey indicates calculated values.
Darker grey indicates user input.
MAX2310 High-Band Tank Design and Tuning Range
Total Tank Capacitance vs. V tune
V tune
Total C
Ct
(Nominal)
Ct
(Low)
Ct (High)
0.5V
Ct high
5.8856
5.5289
6.2425
1.375V
Ct mid
5.2487
4.9113
5.5858
2.2V
Ct low
4.8371
4.5156
5.1581
Tank Components
C coup
15pF
0.75pF
5%
C cent
1.6pF
0.1pF
6%
C stray
0.77pF
L
27
2.00%
C int
0.959
10.00%
Parasitics
and Pads (C stray)
Due to Q
C L
0.17pF
Ind. pad
C Lp
1.13pF
Due to ||
C diff
0.036pF
Var. pad
C vp
0.82pF
Varactor Specs
Alpha SMV1763-079
Cjo
8.2pF
Varactor Tolerance
Vj
15V
0.5V
7.50%
M
9.5
1.5V
9.50%
Cp
0.67pF
2.5V
11.50%
Rs
0.5Ω
Reactance
Ls
0.8nH
X Ls
2.11
Freq
420.00MHz
Nominal
Varactor
X
c
Net
Cap
Cv high
6.67523pF
-56.7681
6.933064pF
Cv mid
4.23417pF
-89.4958
4.336464pF
Cv low
2.904398pF
-130.471
2.952167pF
Negative
Tol Varactor (Low Capacitance)
Cv high
6.174588pF
-61.3709
6.39456pF
Cv mid
3.831924pF
-98.8904
3.915514pF
Cv low
2.570392pF
-147.425
2.607736pF
Positive
Tol Varactor (High Capacitance)
Cv high
7.175873pF
-52.8076
7.474698pF
Cv mid
4.636416pF
-81.7313
4.759352pF
Cv low
3.238404pF
-117.015
3.297904pF
Nominal LO (Nom) Range
Low Tol IF (High) Range
Nominal IF (Nom) Range
High Tol IF (Low) Range
F low
399.25MHz
208.05MHz
199.62MHz
191.92MHz
F mid
422.78MHz
220.75MHz
211.39MHz
202.89MHz
F high
440.40MHz
230.22MHz
220.20MHz
211.14MHz
BW
41.15MHz
22.16MHz
20.58MHz
19.21MHz
% BW
9.73%
10.04%
9.73%
9.47%
Nominal IF Frequency
210MHz
Design
Constraints
Condition for bold number
< IF
= IF
> IF
Delta
1.95
-1.39
1.14
Test
pass
pass
pass
Raise or lower cent freq by
-1.39
MHz
Inc or dec BW
-3.08
MHz
Cent adj for min BW
209.60
MHz
K vco
24.21MHz/V
부록 A
그림 10. 버랙터 모델
Alpha 애플리케이션 노트 AN1004에는 버랙터 모델에 대한 추가 정보가 있다. 버랙터 커패시턴스는 EQN7로 정의된다.
EQN7
Alpha SMV1255-003
Alpha SMV1763-079
Cjo = 82 pF
Cjo = 8.2 pF
Vj =17 V
Vj =15 V
M = 14
M = 9.5
Cp = 0
Cp = 0.67
Rs = 1Ω
Rs = 0.5Ω
Ls = 1.7 nH
Ls = 0.8 nH
버랙터의 직렬 인덕턴스는 유도 리액턴스를 빼낸 다음 새로운 실효 커패시턴스 Cv를 계산하여 구한다.
EQN8
부록 B
표 5. MAX2310 고역 탱크의 Cint대 주파수
Frequency (MHz)
Cint (pF)
Frequency (MHz) (cont.)
Cint (pF) (cont.)
100
0.708
360
0.949
110
0.759
370
0.955
120
0.800
380
0.954
130
0.809
390
0.954
140
0.839
400
0.954
150
0.822
410
0.955
160
0.860
420
0.959
170
0.869
430
0.956
180
0.880
440
0.959
190
0.905
450
0.964
200
0.917
460
0.962
210
0.920
470
0.963
220
0.926
480
0.963
230
0.924
490
0.960
240
0.928
500
0.964
250
0.935
510
0.965
260
0.932
520
0.968
270
0.931
530
0.966
280
0.933
540
0.968
290
0.927
550
0.967
300
0.930
560
0.974
310
0.933
570
0.977
320
0.943
580
0.976
330
0.944
590
0.984
340
0.945
600
0.982
350
0.956
-
-
그림 11. MAX2310 고역 탱크의 Cint대 주파수(6차 다항식 곡선 적합도)
표 6. MAX2310 저역 탱크의 Cint대 주파수
Frequency (MHz)
Cint (pF)
Frequency (MHz) (cont.)
Cint (pF) (cont.)
100
0.550
360
1.001
110
0.649
370
0.982
120
0.701
380
0.992
130
0.764
390
1.001
140
0.762
400
0.985
150
0.851
410
0.980
160
0.838
420
0.986
170
0.902
430
0.992
180
0.876
440
0.994
190
0.907
450
1.001
200
0.913
460
1.003
210
0.919
470
1.007
220
0.945
480
0.992
230
0.952
490
1.010
240
0.965
500
1.004
250
0.951
510
1.011
260
0.954
520
1.022
270
0.974
530
1.019
280
0.980
540
1.044
290
0.973
550
1.026
300
0.982
560
1.041
310
0.970
570
1.038
320
0.982
580
1.032
330
0.991
590
1.036
340
0.993
600
1.025
350
0.991
-
-
그림 12. MAX2310 저역 탱크의 Cint대 주파수 (6차 다항식 곡선 적합도)
참조 문서
Chris O'Connor, Develop Trimless Voltage-Controlled Oscillators, Microwaves and RF, July1999.
Wes Hayward, Radio Frequency Design, Chapter 7.
Krauss, Bostian, Raab, Solid State Radio Engineering, Chapters 2, 3, 5.
Alpha Industries Application Note AN1004.
Coilcraft, RF Inductors Catalog, March 1998, p.131.
Maxim, MAX2310/MAX2312/MAX2314/MAX2316 데이터 시트, Rev 0.
다운로드, PDF 형식
)은 VCO를 Kvco로 변조시킨다. 이것은 MHz/V 단위로 측정된다. Kvco를 최소화시키는 방법은 두 가지가 있다. 첫 번째 방법은 VCO가 동조되는 주파수 범위를 최소화시키는 것이다. 두 번째 방법은 이용 가능한 동조 전압을 최대화시키는 것이다. VCO가 동조되는 주파수 범위를 최소화시키려면, 보여주는 바와 같이, 정밀급 공차 부품을 사용해야 한다. 동조 전압을 최대화시키려면, 폭 넓은 컴플라이언스 범위를 지닌 전하 펌프가 필요하다. 이것은 보통 보다 큰 Vcc를 사용하면 된다. MAX2310에 대한 컴플라이언스 범위는 0.5V에서 Vcc-0.5V이다. 배터리 전원공급 방식 애플리케이션에서, 컴플라이언스 범위는 배터리 전압 또는 레귤레이터에 의해서 고정된다.
