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Abgleichstruktur für Frequenzabgleich eines VCO

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017988D
Original Publication Date: 2001-Dec-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 2 page(s) / 2M

Publishing Venue

Siemens

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Kai Jung: AUTHOR

Abstract

Aufgrund von Fertigungstoleranzen liegt die Schwingfrequenz eines unabgeglichenen VCO nie exakt auf dem gewünschten Wert bzw. im vorgege- benen Frequenzbereich. Um die Frequenz auf den Sollwert einzustellen, ist ein Abgleich des Resonanz- kreises des VCO nach der Bestückung notwendig. Dabei ist eine automatisierte Abgleichmethode wün- schenswert.

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Bauelemente

Es ist jedoch auch denkbar und eleganter, die Ab-gleichstruktur  direkt  auf  der  Oberfläche  einer  FR4Leiterplatte vorzusehen, den MS-Resonator innerhalbdieser Multilayer Platine zu führen und die auf derOberfläche  befindliche  Kupferstruktur  mit entspre-chender  Lasertechnik  oder  mechanisch (Fräsen) zubearbeiten.

Entsprechend kann man auch bei ,,vergrabenen” MS-Resonatoren in einem LTCC Substrat verfahren, wodie konventionellen Methoden zur Beeinflussung desResonators nicht angewandt werden können.

Die Geometrie des MS-Resonators ist für den Ab-gleich von Bedeutung. Erprobt wurden “U”-förmigeResonatoren. Die Abgleichstruktur kann nun im ein-fachsten Fall eine rechteckförmige Fläche von leitfä-higem Material sein, die an bestimmter Stelle überdiesem “U” platziert wird. Die Resonanzfrequenz diesich bei dieser Anordnung einstellt liegt höher als imFall  ohne  Abgleichstruktur.  Das  Ausmaß  der  Fre-quenzänderung ist abhängig von der Größe der Flä-che der Struktur und deren Abstand zum Resonator(Dicke des Substrats). Um die Frequenz auf den ge-wünschten Wert abzugleichen,  kann  nun  entwederausgehend  von  einem  bestimmten  Punkt die Ab-gleichstruktur bzw.  das  Leitermaterial  soweit  abge-tragen  werden,  bis  sich  die  Sollfrequenz  einstellt(Absenken der Frequenz). Es ist aber auch möglich,und wahrscheinlich einfacher zu realisieren, lediglichSchnitte in das Leitermaterial einzubringen um dengleichen Effekt zu erzielen.

Natürlich wird auch bei dieser Methode die Güte desResonators negativ beeinflusst. Dieser Einflussnimmt aber einerseits ab, je mehr Material abgetragenwird bzw. je mehr Einschnitte erfolgen, andererseitshat sich im Versuch gezeigt, dass die Verwendungdes  Abgleichsubstrats  bei  vergleichbaren  Frequenz-änderungen  zu  gleichen  oder besseren Werten imPhasenrauschen  des  VCO  als  bei  Verwendung der“L”-Trimmung führt. Damit ist indirekt die Aussagemöglich, das die Güte des Resonators weniger starkbeeinträchtigt wird.

Als Beispiel dient der MS-Resonator der für die Er-läuterung des Prinzips vereinfacht als “U” dargestelltist.

Das Abgleichsubstrat (Rogers 4350, einseitig metalli-siert), genaugenommen dessen rechteckförmige Me-tallfläche, befindet sich zwischen den beiden geradenLeitungsstücken des Resonators und wird so weit wiemöglich an dessen Bogenstück platziert, jedoch ohnedieses  vollständig  abzudecken.  (siehe  Bild 1). Da-durch wird eine hohe Wirksamkeit (Frequenzvariati-on)  bei  geringer  Beeinflussung (Phasenrauschen)erzielt. Der Abstand zwischen Resonator und Kupfer-fläche, sprich die Dicke des Rogers Substrats, beträgt0,9 mm. Je geringer dieser Abstand desto größer die

Abgleichstruktur für Frequenzab-gleich eines VCO

Idee: Kai Jung, München

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