Спасибо, подумаю, попытаюсь осмыслить.

А о чём мы говорим, разве не о ЧФД в чистом виде? Поэтому я и привёл пример микросхемы, в которой именно и только ЧФД, чтобы не сбивали с толку высокие частоты в микросхемах синтезаторов, типа 1300 МГц, которые подвергаются делению, прежде чем попадают на ЧФД.

Понял, спасибо.

И еще во вложении рисуночек. Для размышлений. ( готовлю модель для анализа спур.)
R=13 C=15 Q=32. (почти синус однако - влияние кольца при больших R,C)

На С подавалась с периодом 1.5 мкс (666.666 кГц) на R 1.301мкс (768.639 кГц) . при 1.3 мкс частота =769.230 кГц
Разностная 769.230-768.639 = 591 Гц , период разностной 1.69 миллисекунды

Рисуночек, конечно, интересный, но непригодный для практики. Мы же договорились не переходить границу (R+C)/Q=0.5. В противном случае возможны ложные захваты, что и подтверждает эта картинка.

Очень этому рад.

Сообщение отредактировал Vitaly_K - Dec 20 2011, 20:01

Не использовать 0.5<(R+C)/Q<1 это преступление против PDS . В 4 раза снижается полезная "целочисленная" дробность без подмеса DSM .
ложные захваты можно побороть логикой. Так как при ложном захвате или "неправильных" последовательностях фазорасщепителя их наверное можно как-то "вылущить" и сбросить, принудительно переводя ФД на "рабочий" участок. К тому же это можно совместить с функционалом частотного захвата (не того что сейчас в PDS, а по аналогии с ЧФД, не 1:1 схемно ,конечно).

Сообщение отредактировал тау - Dec 20 2011, 21:26

К F-N-DSM конечно. Когда я экспериментировал с такими синтезаторами наилучшие результаты получались при 3х или 4х аккумуляторах по 32бит. Правда дизайн не был слишком широкополосным (полоса петли была примерно 1% от частоты сравнения).

Т.е. получается, что при использовании отдельной схемы ЧД можно улучшить динамические характеристики петли ФАПЧ. И это независимо от типа ФД. Просто в случае ЧФД в тракте ФАПЧ его функция как ЧД будет ограничена более узкой полосой перестройки. Это я и имел в виду, говоря о возможности оптимизации характеристик петли ФАПЧ при наличии отдельного ЧД (см. сообщения 156, 171, 174, 194).



Очень интересно и необычно. Как правило, применяют только 2 аккумулятора. Если их больше, то резко возрастают скачки фазы в ФД из-за DSM, и тогда в ещё большей степени влияет (отрицательно, конечно) нелинейность ФД на качество спектра. Также необычно количество разрядов. Не пробовали использовать всего лишь, например 16, вместо 32? Не получился бы при этом тот же самый результат? Можете привести результаты экспериментов?

ИМХО, ничего необычного нет. Просто я позволил технологии работать на полную (еще раз подчеркну - не факт, что все также гладко будет в широкополосной системе).

Уменьшение кол-ва аккумуляторов давало заметный рост шума в ближней зоне. При уменьшении кол-ва разрядов появлялись спуры (да и шаг перестройки меня не устраивал).

О ФД Вы правильно заметили - традиционные схемы НЕ РАБОТАЛИ - т.е. уровень шума был просто огромный, поэтому я использовал такой вариант ЧФД (см. вложение, с основой на элементе XOR). У такого ЧФД основная нелинейность на краях х-ки, а рабочий участок - центр. Кд модулируемого делителя был довольно большим - 70..100, так что фаза гуляла не так уж и экстремально.

В принципе все описанное мной вписывается в концепцию построения F-N-DSM синтезаторов - во всех вариантах создается ПСП последовательность, модулирующая Кд обычного делителя. Собственно в идеальном варианте (абсолютно линейный ФД), при прочих равных условиях, х-ки этой ПСП последовательности и определят параметры синтезатора. Если мало разрядов аккумулятора, то ПСП будет "не достаточно случайной", в итоге в выходном спектре будут дискретные составляющие. Если мало аккумуляторов, то кроме уменьшения длины ПСП (и соответственно более детерминированного ее характера) мы получим более пологую частотную х-ку шума - соответственно больше шума попадет в полосу петлевого фильтра. Тут нужно заметить, что есть определенные ограничения на разрядность и кол-во аккумуляторов и по части увеличения (где-то был у меня документ - постараюсь найти, если интрересно).

Малая разрядность и число аккумуляторов в распространенных м/сх, ИМХО, обусловлена применением традиционных ЧФД. Производители стараются обеспечить их лучшую линейность в основном технологическими методами и разными "костылями" (типа тонкой настройки всяких смещений и т.п. , как у хиттайтов в HMC700 - фактически они сдвигают рабочую точку ФД от центрального, самого нелинейного для "charge pump" ЧФД, участка). Почему они идут по такому пути - не знаю, наверное у них есть причины.

Описанные опыты я проводил 8 лет назад и элементная база меня очень сильно ограничивала. Сейчас у меня есть опять потребность в хорошем синтезаторе с довольно интересными параметрами (помните, я в прошлом году приставал к уважаемой публике с разными вопросами , вот после вынужденного перерыва в год я опять "в теме"). На этот раз с технологиями и их доступностью стало намного лучше, поэтому хочу реализовать опять FN-DSM вариант синтезатора. Только рабочие частоты и частоты сравнения будут на порядки больше, ну и кое-какие свои идеи проверить хочется (эх, еще бы времени на все хватало - дело то любительское).

P.S. Прошу извинить автора за некоторое отступление от темы...

Сообщение отредактировал Шаманъ - Dec 21 2011, 12:30

Для шага перестройки – это понятно. Но зачем 32 разряда для DSM? По-моему можно было бы ограничиться значительно меньшим количеством.

Желаю удачи в осуществлении Ваших идей, и чтобы находилось время для этого. За информацию спасибо.

Не сомневаюсь, что что-то можно придумать, чтобы избежать ложных захватов при больших значениях R и C, т.е. когда (R+C)/Q > 0.5. Вот, к примеру, что первым приходит на ум. Положим, надо переключиться на частоту соответствующую кодам R=13: C=15; Q=32, как в приведенном Вами рисунке, где ложные захваты неизбежны. Но можно поступить следующим образом. При переключении на эту частоту, коды R и C в задающих регистрах сдвигаются одновременно на один разряд в сторону уменьшения, т.е. R=6.5; C=7.5, что соответствует той же заданной частоте, но при этом ложные захваты невозможны. После завершения переходного процесса, т.е. после установления частоты и фазы в системе, значения кодов R и C возвращаются к их рабочим значениям: R=13; C=15. Чем не метод?

Обещанные спектры
в децибел вольтах на выходе ФД после RC фильтра t=10nS
входные периоды частот 1.3 nS и 1.5 nS R=13 C=15 Q=32
но одном спектре нет искажений номиналов,
на следующем - резисторы только (+-0,1%)
на третьем (синем) резисторы (+-0,1%) и триггеры (1...3 pS).

Пересчет в dBc для спур - по формулам.

Сообщение отредактировал тау - Dec 23 2011, 08:25

Для большей наглядности поместил все три рисунка на одной картинке.
Вопросы:
- откуда берутся спуры на первом рисунке, если нет искажений номиналов?
- почему спуры практически не меняются при наличии искажений (рисунки 2 и 3)?

Сообщение отредактировал Vitaly_K - Dec 23 2011, 09:07

Вот тут кроется засада, т.к. при переинициализации фазорасщепителя расположение вновь установленных 0-й и 1-ц может не совпасть с тем участком ФД , на который он вышел перед этим с дробными значениями, по Вашей методе.
Тут главное ,при переинициализации , выставить правильное взаимное положение импульсов активации для R и S входов триггеров с выходов двух фазорасщепителей, которое и создаст ситуацию нахождения на нужном (спадающем например) участке склона фазовой характеристики. Самое главное - использование этого принципа позволяет отказаться от промежуточного "дробного" значения коэффициентов R и С . Мне пришлось при снятии спектров воспользоваться этим свойством, чтобы в самом начале анализа переходных процессов ФД находился на спадающем склоне характеристики , причем в середине ( по умолчанию он ставился на восходящую ветвь) .

я - не я, картинка не моя, во всём виноват Чубайс фурье-анализ.
А кто его знает - откуда они взялись ? . По идее точность расчета аналоговых цепей была установлена не хуже 10^-6, что не должно давать из-за арифметики ошибок выше -120 дБV , т.е. все спуры которые выше - они и есть "в натуре". Тем более это верно, что самые высокие спуры на несущих (-35dbV) и на некоторых субгармониках не изменились вообще. Вот те, которые появились выше в начальном участке до 100 МГц (и особенно до 20МГц) - видна их зависимость , чем хуже точность номиналов - тем выше "грязь"
Вроде бы искажений номиналов нет для первого рисунка, а субгармоники на 51 и 102 МГц есть (769МГц/15=51.3 МГц, 666.6/13=51.3 МГц ) вот она хорошо видна -75 dBV. Вероятная причина - работа RS триггеров в области перекрытия сбрасывающих и устанавливающих импульсов" во времени" сопровождается некоторой нелинейностью. Через каждые 13 импульсов R и 15 импульсов С импульсы сброса/установки могут накрывать друг друга. Возможно выбор другой , чуть сдвинутой по характеристике точки , может повлиять на эти спуры. Но симуляция идет долго (минут 20) на каждый спектр.
Спектр строится из 1048576 отсчетов , взятых из гораздо большего количества точек временной симуляции. Для уменьшения влияния всякой нехорошести, время анализа для фурье взято кратным обоим периодам входных частот (бралось 3.9 мкс). Окно Блэкмана использовано.


немного меняются на малых отстройкам до 20МГц .примерно по +20дБ на каждый вид искажений.

Сообщение отредактировал тау - Dec 23 2011, 12:15

Правильно ли я Вас понял, что Вы воспользовались методом переключения с малых значений кодов на большие? Если это так, то мне кажется, что на первом этапе этого не стоит делать. Лучше начать с простого, с малых значений кодов, при которых ложные захваты наверняка отсутствуют. Например, с R=5; C=4. А уж потом, когда будет полная ясность с этим, то можно тогда перейти к более сложным случаям.

Да, Вы правы, не заметил. Это в самом начале, а спектр простирается далее несущих частот, аж до 900 МГц. На практике полоса ФАПЧ не превышает 10% от несущих частот. Так что по оси частот можно было бы сократить рисунки на порядок. Было бы проще ориентировать в наиболее интересной области.

Нет, я просто записываю в фазорасщепители большИе коэффициенты сразу , единицы туда, где они должны быть с учетом поданных частот и фаз. Если фазы не совпали а частоты правильные - то выход ФД начинает выводить то напряжение, которое соответствует текущей фазовой конфигурации входных сигналов ( но на правильном склоне характеристики ! )

Будет время - повторю замеры. Закралось подозрение, что очень уж неправдоподобно низкий шум получился (до 20МГц) после искажения номиналов . Вроде должен быть выше, по понятиям. Разбираюсь. Выяснилось попутно, что надо перед Фурье обязательно тщательнейшим образом отфильтровать выход ФД , чтобы ослабить алиасинговые пролазы очень низких уровней.

Сообщение отредактировал тау - Dec 24 2011, 18:03

Позволю себе вставить ещё одну "неуместную" реплику (на все мои реплики
прошу обратить внимание после реализации чипа по методу Виталия):
Настоящая математическая модель макета очень сильно отстаёт от самогО макета!
Не слишком ли сильно нарушилась во времени и деле причинно-следственная связь?