Wzmacniacz dystrybucyjny do warsztatowego generatora OCXO

01 lutego 2026

Prezentowany moduł współpracuje bezpośrednio z prezentowanym w tym numerze EP warsztatowym generatorem OCXO 10 MHz i jest odpowiedzialny za formowanie i buforowanie sygnału sinusoidalnego z wejściowego sygnału prostokątnego. Układ, podobnie jak sam generator, zasilany jest za pomocą typowej ładowarki USB-C lub powerbanku, co umożliwia zastosowania mobilne.

Podstawowe parametry:

częstotliwość nominalna: 10,000 MHz,
amplituda sygnału wyjściowego: 0 dBm ±2 dBm,
liczba wyjść: 4,
kształt sygnału wyjściowego: sinusoida,
zniekształcenia harmoniczne: –60 dBm,
współczynnik wypełnienia: 50%,
zasilanie: 5 V DC (złącze USB-C),
impedancja wyjść: 50 Ω.

Schemat wzmacniacza dystrybucyjnego przedstawiono na rysunku 1.

Rysunek 1. Schemat wzmacniacza dystrybucyjnego

Sygnał w standardzie LVC 3,3 V z OCXO (OUT5 na płytce modułu generatora) doprowadzony jest do wejścia SQIN. Należy zwrócić uwagę na możliwie krótkie połączenia wyjścia OUT5, maksymalnie 5...10 cm, oczywiście z użyciem ekranowanego kabla kompatybilnego z wtykami SMA, np.: RG316, RG402 czy RG405. Bramka U1 jest wzmacniaczem sygnału wejściowego. Opcjonalne elementy R1, R3 umożliwiają konfigurację jej jako wzmacniacza wejściowego, gdy planujemy zastosowanie modułu ze źródłem o niższym poziomie wyjściowym.

Bramka U2 buforuje sygnał wejściowy przed wprowadzeniem go na filtr dolnoprzepustowy 10 MHz. Opcjonalny tłumik R8...R10 umożliwia obniżenie poziomu wyjściowego. Znajdujący się za tłumikiem filtr eliminuje składowe o wyższych częstotliwościach, formując w ten sposób sygnał sinusoidalny z wejściowego sygnału prostokątnego. Równoległe połączenie buforów U2 zapewnia wymaganą wydajność prądową do wysterowania filtru. Po filtracji sygnał doprowadzony jest do czterokanałowego wzmacniacza wideo U3 typu LT6551. Każdy ze wzmacniaczy w strukturze układu ma ustalone wzmocnienie 2 V/V i pozwala na wysterowanie linii 50...75 Ω. Dodatkowo w każdym z kanałów wyjściowych zastosowano wtórny filtr dolnoprzepustowy. Wyjściowe sygnały sinusoidalne doprowadzone są do gniazd OUT1...OUT4. Wzmacniacz zasilany jest z gniazda USB-C napięciem 5 V. Stabilizator LDO U4 stabilizuje napięcie 4,2 V do zasilania wzmacniacza wyjściowego LT6551, LDO U5 generuje natomiast napięcie 3,3 V dla części cyfrowej. Dioda LED LD sygnalizuje obecność zasilania. Dla elementów podanych na schemacie poziom sygnału wyjściowego wynosi 0 dBm ±2 dBm na obciążeniu 50 Ω.

Układ wzmacniacza wykonany jest na dwuwarstwowej płytce drukowanej. Rozmieszczenie elementów pokazano na rysunku 2. Montaż układu nie wymaga dokładniejszego opisu.

Rysunek 2. Rozmieszczenie elementów na PCB

Zmontowany moduł można zobaczyć na fotografii tytułowej. Płytka przystosowana jest do montażu w obudowie z panelem Hammond 1455C801, po drobnych modyfikacjach tworzywowych boczków.

Po poprawnym montażu, podłączeniu zasilania 5 V do gniazda USB-C i generatora do wejścia SQIN, na każdym z wyjść OUT1...OUT4 powinien być dostępny sygnał sinusoidalny 10 MHz o wypełnieniu 50% i amplitudzie 0 dBm ±2 dBm.

Uwaga na wysoki poziom sygnału wyjściowego, w przypadku testowania analizatorami widma. Przed podłączeniem generatora należy podczas pierwszych pomiarów zastosować szeregowy tłumik 20/30 dB, szczególnie w przypadku użycia analizatorów serii TinySA o niższym dopuszczalnym poziomie wejściowym.

Rysunek 3. Przebieg wyjściowy

Widok przebiegu wyjściowego z wyjść OUT1...4 na obciążeniu 50 Ω pokazano na rysunku 3.

Rysunek 4. Harmoniczne przebiegu wyjściowego generatora

Zastosowanie filtracji umożliwiło uzyskanie przebiegu sinusoidalnego o niskiej zawartości harmonicznych na poziomie ok. –60 dBm, co widać na rysunku 4.

Adam Tatuś, EP

Wykaz elementów:

Rezystory: