Предлагаю обсудить: возможные варианты построения схем синтеза, методы синтеза используемые в топовых генераторах, предложения по улучшению схем и другие вопросы околосинтезной темы.
Хотелось бы ограничиться рассмотрением широкополосных синтезаторов (минимум октава). На сколько я знаю наилучшей схемой синтеза с малыми ФШ - это offset схема. Думаю ей можно и ограничится (если это не так – то и любые другие схемы).


Пожалуй начну.
Первая схема
Отыскал на сайте Agilent Service Guide (ТЫНЦ) на генератор E8257D/67D серии PSG.

Нашел там структурные схемы – что меня очень порадовало.
страницы 103, 109, 118 – 121 (номер но Reader-у). Самый большой интерес представляют 109 и 121 страницы.
Я перерисовал, как мне кажется, стало наглядней.



Изучил схему опции для улучшения фазового шума(нижняя на картинке). Анализ в документе  E8257D_UNYopt.rar ( 14.28 килобайт ) Кол-во скачиваний: 203
Из которого следует что смесители в схеме генерации грубой сетки частот работают как вверх, так и вниз.


Вторая схема
Читал статьи Сергея Бельчикова про СК4- БЕЛАН.
С фазовыми шумами вроде все понятно, но со спурами были вопросы. Во второй части статьи, та что в 6 номере 2009 года в ж. Компоненты и технологии, очень вскользь раскрыта суть проблемы. Я этот вопрос решил изучит. И вот в книге Манасевича на стр. 48 нашел оч. интересную диаграмму. После подробного изучения вычислил оптимум. Частоты должны быть выбраны так, чтобы попадали в диапазон от 0,8 до 0,95 F1/F2 и от 0,05 до 0,2 Fo/F2. Но вскоре понял что этого недостаточно. В результате создал табличку  CK4______240.rar ( 13.28 килобайт ) Кол-во скачиваний: 188
в Экселе (лист.2) и построил графики, на которых все очень отчетливо видно. На графике нужно найти линию основной гармоники, далее подбираем частоту таким образом, чтобы с ней небыло пересечений других графиков. Стоит отметить, что расчет сделан для первых 5 гармоник и режим преобразования вниз, но расширить количество гармоник особой проблемы не вызывает. Хотя этого вроде и не требуется (смесители оч. хорошо давят гармоники выше 5-ой).
На первом листе xls документа можно наблюдать диапазон перекрытия частоты умноженного ГУН-а, как это сделано в СК4- БЕЛАН.


Третья схема
Генератор R&S SMR40
Распологаю версией от 1 до 40 ГГц.
Вобщем не сильно интересно, но всеже.

Схему ФАПЧ так разгадать и не смог.... Микросхема заказная. На входе схемы стоит ECL логика. ГУН-ов вроде нет. В одном месте стоит смиеситель SRA-1, но он около схемы АРУ. Если что есть фото внутренностей.


Расчет вклада ФШ умножителей, смесителя и влияние корелляции. ТЫНЦ


По мере обсуждения - планирую дополнять.

Сообщение отредактировал MegaElektronik - Aug 22 2012, 10:26

Тут да, сколько приборов, столько и решений..... Дело в том, что все-таки у наимеее шумящих приборов. все-таки происходит умножение с посл. фильтрацией. Рассматривая структуру Agilent с опцией минимума ФШ - видимо. там все-таки блок опорных частот формируется на умножителях. С другой стороны, в "САПСИНТЕ", вероятно, для получения этой же сетки делиться вниз опора из лейкосапфира. Хотя, может я ошибаюсь.

В своем случае, пока склоняюсь к банку коммутируемыхСВЧ ППФ в кол-ве 11-ти штук. Опыт разработки фильтров и на ДР, и на полосках есть.



Требования по перестройки как раз небольшие... Около 10 мс. За ссылку спасибо Наверное, имеет смысл попытать оба варианта. Умножитель на 5 со 100 МГц lj уже есть, закажу с SMD азъемами и NLTL, и SRD. Посмотрим, что получиться.





Позволю себе покритиковать. В таком решении уже насчитывается 5 фимльтров. Верно? По-моему, проще добавить ещё 6 и скоммутировать, накачав все это дело с предложенного Вами NLTL лесом нужных гармоник. Разумеется, из-за наличия ФАПЧ и ГУН на ПАВ (CRO, DRO) - выигрыш будет - ФШ будет ниже на дальних расстройках. Но нужно ли это, если если ФАПЧевать тот же ЖИГ, петля ФАПЧ будет около 100 кГц, и дальние расстройки подфильтруются и так...И по габаритам предложенный Вами способ будет явно крупнее, нежели просто умножитель и банк фильтров.



Тау, спасибо за идею!
Просто и изящно..... И, главное, не сильно дорого. Самое главное -половина подходящей комплектации есть в наличии Можно будет попробовать. Главное - вписаться в бюджет.




Сколько вариантов, Спасибо, VCO! Осталось собраться с мыслями нарисовать реальные структурные схемы всего этого дела и прикинуть габариты.


Вопрос к знатокам: В целом решаемая задача - получить -130 на 10 ГГц умножением на полупроводниках и 100 МГц?, допустим, сперва множим на 5, потом накачиваем тот же NLTL... Теоретически, кварц должен иметь не хуже -170 - цифра не заоблачная для современных ГК (при идеальном умножении 20log(N)).

Уважаемый Master MW, огорчу Вас, но NLTL Вы быстро не купите, поскольку Picosecond пока не нашло фаундри для их производства. Вроде это будет Аэрофлекс, но пока ясности нет. Эта фигня длится уже года три. Если Вы посмотрите тему про книжку Ченакина, там есть мои выкладки по сравнению фазовых шумов NLTL/SRD. Не претендую на истину в последней инстанции, но у нас со 100 МГц NLTL никакого (подчеркиваю) улучшения фазового шума не наблюдалось на отстройках до 100кГц (здесь, наоборот, был лучше 100 МГц SRD), NLTL же выигрывал после 100кГц. При одинаковом согласовании. Picosecond мне никакого вразумительного ответа не дал, когда я задавал им вопросы по методике их измерений NLTL, где они якобы выигрывают у SRD до 20дБ.

Кстати, не поделитесь в личку, кто Вы и в какой структуре работаете. Может быть, найдутся точки пересечения?


Уважаемый Tay, я походу туплю, а зачем в предложенной Вами схеме HMC520/526?

Сообщение отредактировал Sergey Beltchicov - Aug 26 2012, 17:06

По Аэрофлексу вроде нет проблем в приобретении, только цена "кусачая" - мне называли цифру порядка 5 кило$. Где-то в литературе читал, для NLTL очень важна мощность входного сигнала: превышение некоторого уровня на 1 дБ может повлечь рост фликкер шумов на 5 дБ.

Из-за того что нет удобного делителя с Кд=10...20 для диапазона 5-10 ГГц для задачки Master_MW, пришло в голову использовать HMC705 с предделителем на 2. Но шаг выходит 1 ГГц если брать критическую опору 500 Мгц на вход ЧФД. (ниже 500 не получится по заданным шумам выхода минус 120 на 10 ГГц)

А добавив IRM типа HMC520 , частототу ГУН можно "переносить" скажем вверх на 0.5 Ггц перед предделителем на 2 , при этом за счет действия петли ФАПЧ , частота ГУН-а снизится на те-же 0.5 Ггц (при неизменном Кд у основного целочисленного делителя на HMC705). Когда перенос не требуется (в случае целых единиц гигагерц с выхода Гун ) HMC520 по одному из входов IF питается постоянным уровнем тока.



Сообщение отредактировал тау - Aug 26 2012, 21:10

Если Вы стремитесь к минимальным фазовым шумам, то стоит забыть про умножение до 10 ГГц, тем более что с NLTL такие проблемы. Мы тоже пару-тройку лет назад упёрлись в проблему её приобретения, я её предложил с той целью, что может быть у Вас с ней что-то толковое получится, но той информации, о которой поведал Сергей, у меня не было. Давайте пока перечеркнём эту идею...
Вот ещё одна мысль: Так уж повелось у радиоинженеров, что они из поколения в поколения пренебрегают законами цифрового исчисления и Булевой алгеброй, хотя в синтезе именно они правят бал. Докажу это на словах!
Мы уже привыкли к тому, что СВЧ - это 3-30 ГГц, верхняя граничная частота приборов - 20, 30 или 40 ГГц. Красивые цифры, круглые и не более того... В моём понимании - дурацкие и совершенно неудобные для деления, которое все как-то списали со счёта. Вы извините, но выбранная Вами октава может быть и обоснована, но также неудобна.
Теперь сама идея:
1. Переносим октаву с 5-10 ГГц на 4-8ГГц, для которой делаем крутую опору 8ГГц.
2. Делим делителями на 2 до 4, 2, 1 и 0.5 ГГц, которые выделяем элементарными ФНЧ.
3. Подмешиваем к 8 ГГц 2 ГГц и выфильтровываем 6ГГц.
4. На балансном смесителе получаем 5, 5.5, 6.5, 7 ГГц на которые потребуют ещё 4 полосовых фильтра.
5. Недостающие 4.5 и 7.5 ГГц получаем на другом смесителе из 0.5 и 4 или 8 ГГц, выделяя ещё двумя ПФ.
Вся балалайка лишь выглядит страшной, но требует не более 7 ПФ и даст минимальные шумы. Круче уже и не знаю что можно придумать...

Интересное решение. Кстати , удобный делитель есть
http://www.centellax.com/products/microwave/smt/UXN14M32K



Уважаемый rloc, а кто именно Вам говорил, что с поставкой проблем, кроме ценовых, нет, и когда? Вот письмо мне от Пикосеконда от 15.08.2012. Сразу оговорюсь, что мне-то NLTL потребовался для других целей - автокалибровки ЖИГ-фильтра в СА на частотах в районе 40 ГГц. В чем NLTL действительно имеет преимущество по сравнению с SRD, это в уровне гармоник.

“Aeroflex will be our new supplier for the comb generator die. Will build these into final product like we did in the past. Aeroflex will have their own version of the final product (essentially the same type of die placed in their own housing). Military customers (world-wide) will be purchasing directly from Aeroflex and we will provide parts for the commercial market.

We are hoping for an update on the die in the near future. We do not have working parts in our hands yet, and can’t quote or estimate lead times until this happens.

Your customers will purchase either from us or from Aeroflex – depending on whether they are classified as ‘military’. I’ll let you know when I get an update on the die status.”

Я к сожалению общаюсь с фирмами только через дистрибьютеров и у меня нет полной информации. Не буду бросать тень на своих поставщиков, написали что срок изготовления 8 недель + месяц на поставку. При такой не скромной цене, мне надобности в NLTL нет, поэтому счет не запрашивал и как в реальности обстоят дела с производством мне неизвестны. Думаю, что можно получить шумы не хуже, на копеечных элементах. Область интересов у меня правда узковата - до X-диапазона. Не знаю почему Picosecond ограничились только автосмещением своих линий, на мой взгляд с внешним можно было получить большую динамику.

Мне говорили, что эта штука иногда на eBay появляется по вразумительной цене, но нас, например, хорошо высекут за применение комплектующих с этой барахолки, поэтому никогда её не отслеживал. Мне самому кажется, что обход закона 20logN - это фикция, но чтобы это доказать нужно обязательно с NLTL поработать на практике. Как-то пока не получается...

VCO, Спасибо за очередную толковую идею. Вариантов было предложено много. Буду пробовать. Начну, наверное, сварианта ФАПЧ на базе 439-го детектора, предложенным Тау с той поправкой, что возьму предложенный Сергеем Бельчиковым делитель. Так будет проще всего. Возможно, получиться дотянутся и без экзотики типа SRD или NLTL.




Написал. Если заитересуют подробности по каким-либо моментам - спрашивайте. Указанную Вами тему, я прочитал от корки до корки, и помнил о той ситуации, с которой Вы столкнулись при работе с NLTL. Еще раз спасибо Вам за эту информацию. Я просто не у помянул её в диалоге с VCO, видимо. напрасно.

Сообщение отредактировал Master_MW - Aug 27 2012, 09:45

а почему бы не попробовать (заказав параллельно другую плату ) и вариант с опорой 1 ГГц для 439 детектора с подмесом 500M на 520-й и делителем UXN14M32K ? 3 дБ могут для Вас оказаться нелишними.

Заодно получаете макет, где можно при частоте сравнения 500М , подмесом 250М в квадратурах получить шаг 250М .

Преимущество ФАПЧ очевидно - не нужно делать полосовые фильтры, он уже внутри. Только вот со спурами похуже. На порядок!

Спасибо, видимо пропустил или забыл. Вообще, при наших скромных требованиях по шумам ушли от этих трудоёмких балалаек в сторону обычной дробной/целой ФАПЧ. Есть у широкополосных ФАПЧ ещё один серьёзный недостаток - ненадёжность, срыв захвата частоты. Вот с этим сейчас бьюсь частенько, причём причины могут быть самыми разными. Сделать надёжную ФАПЧ для диапазона -60+120 оказалось напорядок сложнее, чем в НКУ.

Сообщение отредактировал VCO - Aug 27 2012, 10:54

Чтобы не плодить новую тему решил спросить здесь.

А кто-то может подсказать по след. вопросу.

Есть система с одним ОГ с N ответвлениями равной мощности.
В каждом канале производится умножение частоты в N раз и усиление (или сначала усиление потом умножение) до первоначального уровня ОГ.
После чего мощность когерентно складывается.
На выходе мощность почти в N раз больше.

А что происходит с фазовым шумом на выходе ?

а) уменьшается,
б) остается прежним,
в) увеличивается.

Мне почему-то думается, что должен увеличиться на 20*LOG10( SQRT(N) ) дБ.

Или это не правильный ответ?

Фазовый шум до и после сложения будет одинаковым, если умножение не внесло лишнего. Если умножение "навалило" сверху дополнительных шумов, то ФШ должен стать ниже и, наверное, на 3 дБ при сложении дух каналов (-10lgN), но уж точно не ниже 20lgN. В пределе, когда число каналов стремится к бесконечности опять же при плохом умножении, ФШ будет стремиться 20lgN.

Коряво написал, но, думаю, все поймут. Что-то мозг уже отключается после сегодняшней беготни. Пойду спать, завтра с некоторыми увидимся.

Сообщение отредактировал Dr.Drew - Aug 29 2012, 16:21

Ясно.

А если сигнал генератора проходит линию задержки с отводами с задержкой в каждом отводе скажем порядка 1-10 мс и потом когерентно складывается,
то правильно ли я понимаю, что за счет корреляции шумы должны уменьшиться на отстройках больше 100-1000Гц.
Или тут зависимость другого порядка?

Если синфазно сложить два сигнала от одного генератора и в одном канале поставить линию задержки, то шум уменьшится на соответсвующих отстройках на 3 дб за счет некоррелированного сложения. Все достаточно просто, остается самая малость - подсчитать затраты на получение такой задержки.