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

Спасибо.

Сообщение отредактировал jks - Sep 1 2012, 11:58

Это не задержка в прямом смысле, а петля ФАПЧ (как правило), которая в лучшем случае без задержек повторяет шумы исходного сигнала, а в худшем - добавляет много своих шумов. Линия задержки на 10 мс - это либо несколько сотен тысяч км коаксиального кабеля, либо такой же по длине отрезок оптики (потери существенно меньше), либо линия построенная на задержке звуковых волн в какой-либо твердой среде (например в кварце). Что касается последнего варианта, на работе есть задержка на 30 мкс в диапазоне 30-40 МГц, сделанная из плоского кварцевого многогранника диаметром ~10 см, задержка в котором получается за счет многократного отражения от граней. Потери в такой линии - около 30 дБ.

А что-нибудь вроде этого?

"Digital delay line" - это цепочка цифровых элементов. Один такой элемент можно представить в виде интегрирующей RC-цепи + компаратор. Очевидно, что таких элементов понадобится очень много, и каждый резистор с компаратором будет добавлять свои шумы, что в конечном итоге сведет к нулю все то к чему стремились. Без потерь будет только задержка на LC элементах (фильтр ФНЧ), но это тоже не выход, если посчитать какое количество элементов потребуется.

Легко получается и в соседней теме я это показал. Там даже можно отжать ещё дБ на 8.


Я бы спустился делением в диапазон 2,5-5 или 2-4 или вообще 1,25-2,5, а там уже резвился бы с преобразованием на гармониках. И экзотика не нужна, и шумы минус 120 на 10 ГГц должны получиться.

толковый вариант

А в чем экзотика? Получить пару составляющих в этом диапазоне на удвоителе (я о той схеме, что в пт. обсуждали) будет даже проще, чем использовать делитель (в смысле потребляемый ток и цена). И фильтров не надо, и по спурам, все же, лучше (нет умножения). Но это дело вкуса, конечно.

У меня ещё один вопрос из любопытства: Какова причина патологической боязни полосовых фильтров у большинства участников темы?

Не помню, чтобы в моём присутствии схему обсуждали. Человеку нужно реализовать шаг 500 МГц в диапазоне 5-10 ГГц, а промежутки между точками он заполнит с мелким шагом уже имеющимся решением. Я предлагаю применить делитель хотя бы на 4 (HMC493) потреблением 100 мА и ценой 15$, чтобы не работать со смесителями и усилителями почти X-диапазона с большим потреблением. В диапазоне 1,25-2,5 ГГц преобразование с подставкой будет сделать попроще. Здесь я бы сделал преобразование с гармоникой 200 МГц, полученной на самодельной NLTL, про которую в "Вашей" теме написал недавно. Ну а фильтрануть гармонику можно по-разному, как душа ляжет: фильтрами или петлёй ФАПЧ. Я против того, чтобы тянуться подставкой в диапазон 5-10-20 ГГц, если она сделана умножением КГ, так как шумы лучше не станут, а сложность повысится. По-моему здесь оптимален диапазон 2-4 или 2,5-5 ГГц, где приведённые шумы КГ достаточно выше шумов делителей и ЧФД.

Кстати, вот ещё одна статейка по теме из КиТ: Джон ХАНСЕН Борьба с фазовым шумом в ВЧ- и СВЧ-диапазонах
В электронном виде как всегда пока недоступна, но думаю, что КиТ для большинства участников - не экзотика.

Сообщение отредактировал VCO - Sep 5 2012, 12:58

http://www.mwjournal-digital.com/mwjournal...04?pg=104#pg104

http://www.home.agilent.com/upload/cmc_upl...ps_LowPN_v1.pdf

Сообщение отредактировал AFK - Sep 5 2012, 13:26

Ну так если дальше развивать эту тенденцию, то можно предположить, что дальнейшее совершенствование технологии синтеза с учётом времени перестройки как раз состоит в построении идеального DDS с низким уровнем спур, против которого ФАПЧ не способна конкурировать именно по причине относительно низкой скорости перестройки. Мы эту тенденцию видим на практике в создании новых чипов AD9914 и AD9915 и новых высокоскоростных ЦАПов для DDS. А для функционирования такого DDS всё равно потребуется крутая СВЧ-опора, которую достаточно будет заФАПЧевать от стандарта времени с частотой 10 МГц или GPS. Всё бы хорошо, но идеальный DDS <=> сферический конь в вакууме. Нынешнее состояние этого направления позволяет говорить об относительно неплохих шумах лишь на отстройках 10 кГц и выше. Про борьбу с его спурами тоже уже написано достаточно много.
А жалко, по-неопытности казалось, что это идеальный вариант...

Сообщение отредактировал VCO - Sep 6 2012, 06:41

Да, AD9914/15 прямо конфетка для таких применений, особенно его параллельная шина. Ну почему он пол-года назад не появился, опять всю цифру с нуля переделывать надо...
Как мне нехватало раньше пинов DRCTL DRHOLD DROVER...
Кстати, кто нибудь в курсе у него ЦАПы в интерливе? Следует ли ожидать суперспуров на субгармонике тактовой частоты?

Спасибо за идею. Надо будет подумать над её реализацией....
Пока первые результаты. Желаемое так близко , всего в 4 дБ.... Опора - ГК213-ТС. Подставка - 7500, сигнал с формирователя УКВ диапазона 212 МГц.






Ну, идеального ничего нет..... Но, 9915 с переменной опорой (при помощи HMC703, например) + ALC+ банк коммутируемых ФНЧ- думаю уже так можно получить вполне приличный синтезатор до 800 МГц как минимум. Например, для "заполнения" промежутков крупношагающего синтезатора-подставки.

С HMC703 я получал ФШ до -122 дБ/Гц в полосе, на несущей 1 ГГц ( 4 ГГц + делитель на 4), к слову, где-то тут на форуме результаты выкладывались.....




Наверное, из-за сложности реализации высокодобротного СВЧ-фильра. Тот же полосковый - чуть роджерс из другой серии - уже видно на АЧХ... Про изготовление и настройку фильтра на ДР вообще молчу.

Сообщение отредактировал Master_MW - Sep 6 2012, 11:38

Если говорить о сверхбыстрых синтезаторах с временем перестройки не более 1 мкс, то банку полосовых фильтров пока альтернативы нет.
Наконец-то появились перестраиваемые варикапные в интегральном исполнении, может их можно как-то попарно приспособить для некоторых случаев?
Ну например, для варианта с делением частоты, где производные отстоят друг от друга достаточно далеко. Один работает на левом склоне, другой на правом, как в том варианте с ЖИГ-фильтром, о котором я писал. Подавление за полосой слабое, но иногда требуется лишь зацепиться за палку, выделяющуюся на фоне других, а не давить все остальные до полного утопания в шумах.

Сообщение отредактировал VCO - Sep 6 2012, 12:46