Понятно, что ЧФД с накачкой имеет то преимущество, что обеспечивает полосу захвата, равную полосе удержания, т.е. равную всей полосе перестройки ГУНа, независимо от полосы пропускания петли ФАПЧ. Не требуется дополнительной схемы предустановки частоты ГУНа или схемы поиска частоты. Но уж больно низкая в нём частота сравнения, ограничивающая быстродействие системы (типичное значение – 50 МГц). Для RS-триггера такого ограничения нет, и если быстродействие является ключевым параметром, то почему не применить его, пойдя на некоторое усложнение схемы (предустановка или поиск частоты)?
Что можно сказать о сравнении шумовых характеристик этих вариантов?

ФАПЧ является системой с обратной связью и ключевая проблема - это сделать ее устойчивой. Для этого и нужен ЧФД с накачкой и специальным фильтром, обеспечивающим как саму возможность захвата, так и максимально быструю перестройку.

Систему можно сделать устойчивой и с ФД на RS-триггере и без специального фильтра. А с ЧФД с накачкой, так какая ж там максимально быстрая перестройка, если частоту сравнения проблематично поднять выше 50 МГц? Для RS-триггера она может быть на порядок, а то и на два порядка выше.
А что слышно о шумах?

ЧФД с накачкой отличается от обычного тем, что его выход является идеальным источником тока, а не напряжения, поэтому установив на выходе такого ЧФД всего один конденсатор на землю, мы получаем простой идеальный интегратор без применения дополнительного прецизионного малошумящего ОУ (идеальный интегратор способствует улучшению фильтрующих свойств ФАПЧ и тем самым способствует понижению фазового шума). Если последовательно с конденсатором поставить резистор, получаем идеальный пропорциональный интегратор.
Проблема повышения рабочей частоты по-видимому заключается в плохих частотных свойствах источников тока.

Сообщение отредактировал Proffessor - Aug 26 2012, 14:04

Понял, спасибо. Хотелось бы подробнее о шумах. Допустим, если использовать ЧФД с накачкой, меня не устраивает частота сравнения 50 МГц. Мне этого мало, чтобы обеспечить требуемое быстродействие, и я использую RS-триггер на частоте сравнения 1 ГГц для синхронизации ГУНа с той же частотой 1 ГГц. Это вместо того, чтобы использовать ЧФД с накачкой после деления частоты ГУНа в 20 раз. Выиграю ли я или же проиграю по шумам?



Сообщение отредактировал Vitaly_K - Aug 26 2012, 15:34

Выигрыш по шумам однозначно, в первую очередь из-за отсутствия делителя частоты ГУНа. Тогда петлевой фильтр-интегратор для закрепления успеха надо делать на ОУ, но при этом ОУ должен иметь прежде всего как можно меньший собственный шум, остальные его неидеальности (входной ток, напряжение сдвига и прочие) компенсируются правильной схемой и номиналами.

Но всё-таки для сравнения по шумам не хватает конкретных цифр. Где-то ж они должны быть, а найти не могу, и Google не помогает. А нельзя ли воспользоваться следующей аналогией: не является ли триггер с операционным усилителем тем же самым, что и разряд обыкновенного ЦАПа? Если так, то просто надо посмотреть на шумы таких устройств – вот и будет ответ. Т.е. тогда можно было бы сказать, что шум RS-триггера + ОУ не больший, чем шум ЦАПа. Или такая аналогия не правомочна?

Почему нельзя использовать готовый ЧФД ?

была тема http://electronix.ru/forum/index.php?showt...p;#entry1006949
Vitaly_K очень сильно сомневался в возможности существования ЧФД с частотой сравнения выше 100...150 МГц

Конкретные цифры по шумам в видем Floor FOM -233 dbc/Hz там есть , (также и по Вашей ссылке) . Их Vitaly_K мог бы использовать для сравнения шумности при частоте сравнения 1 ГГц. имхо.

Сообщение отредактировал тау - Aug 27 2012, 08:34

Для предварительной грубой оценки фазового шума PLL-синтезатора с широкой полосой пропускания пользуются такой бухгалтерией:
PNF(dBc/Hz)=CNF(dBc/Hz)+10*logN+RNF(dBc/Hz), если нет делителя частоты опорного сигнала,
где СNF - собственный фазовый шум PLL-чипа или фазового детектора (обычно в пределах -220...-230dBc/Hz), N - коэффициент деления делителя частоты ГУНа, RNF - фазовый шум опорного сигнала.
Учитывая это, можно сказать, что ФАПЧ без делителя должен иметь на 13dB меньший фазовый шум, чем схема с делителем частоты при N=20.

Разница по шумам легко считается. Если взять одну технологию производства ФД, то разница по шумам детекторов работающих на частотах 1 ГГц и 100 МГц, приведенная к одной частоте, будет 10*log(1000/100) = 10 дБ. Думаю одним из ограничивающих факторов верхнего предела по частоте ЧФД является невысокое быстродействие сигма-дельта модуляторов дробных петель, а смысла повышать частоту для целочисленных нет - ЧФД проиграет по шумам и частоте аналоговому ФД. Кстати, RS-триггер по своей структуре очень похож на смеситель, можно сравнить с ячейкой Гильберта.

С этим готовым ЧФД - HMC439QS16G - надо разбираться. В первых строках дэйташита они заявляют о возможности работы ЧФД на частотах до 1300 МГц, но ни слова о характеристиках на этих частотах. Видимо, детектор как-то шевелится, но они ничего не гарантируют. Приводят данные опять-таки только для частоты 100 МГц, в том числе и схему типового использования тоже на частоте 100 МГц. Но Вам за наводку спасибо, свяжусь с разработчиками, спрошу о подробностях.


Для tay, rloc, Proffessor:
Мой вопрос не о пересчёте шумов с одной частоты на другую, а о сравнении шумов ЧФД с накачкой с шумами RS-триггера. О шумах первого, можно сказать, известно. Надо найти ответ о шумах второго варианта.

RS триггер будет шуметь больше , при использовании его выхода как источника напряжения, подаваемого на ГУН. Потому что к фазовым шумам добавятся амплитудные шумы с шин питания триггеров. В ЧФД как с накачкой так и без (HMC439) шумы питания ослабляются действием операции аналогового вычитания токов (с накачкой) или напряжений (HMC439 - схемой дифференциального включения фильтра на ОУ на выходе ФД) .
Насколько шум будет бОльший - вопрос темный.

Чем шумы RS-триггера будут отличаться от шумов любой другой микросхемы, сделанной по той же технологии? Если мы имеем дело с чистым выходом, без преобразования, то ответ прост - ничем. Если интересуют шумы BiCMOS технологии, то можно в первом приближении взять шумы делителя 2-63 микросхемы LMX2541 - "Divider Noise Floor vs. Frequency", стр. 14.

Поправьте меня, если я ошибаюсь, но быстродействие ФАПЧ прежде всего определяется частотой среза внутрипетлевого ФНЧ, а не частотой сравнения. Этот фильтр - это тот ключевой элемент, который был проигнорирован в вышеназванной теме. Именно он определяет фазовые шумы ФАПЧ до частоты среза.