Диоды детектируют мощность входного сигнала и на них начинает скапливаться заряд, закрывая их. Если стока заряда нет, то умножитель перестаёт работать. Это я наблюдал у себя.

Да там не только с шумами, но и со спурами проблемы бывают. При 20% разбросе смещения. Типа как в "Higher Harmonic Generation and Parametric Instabilities in Left-Handed Nonlinear Transmission Lines". Попробую прилепить, если надо, через другой анонимайзер - anonymouse.оrg.не дает - timр.ru дал - в приложении. Не все так гладко как в "A NEW BREED OF COMB GENERATORS FEATURING LOW PHASE NOISE AND LOW INPUT POWER".
Не уверен, что варикап можно назвать ДНЗ в полном смысле этого слова, хотя все диоды кроме Шоттки имеют что-то подобное. Здесь, у Dr.Drew< возможно используется комбинация нелинейностей варикапа, как по емкости, так и по вольтамперке. Для ДНЗ используется специальный профиль легирования, чтобы все накопленные неосновные носители срекомбинировали как можно одновременнее - чтобы получился резкий перепад. Тогда фазовые шумы у них приближаются к 20логN. Хотя, возможно, правильный профиль для варикапа - линейность вольт-фарадки и правильный профиль ДНЗ могут коррелировать.

Сообщение отредактировал ledum - Aug 29 2012, 13:52

"Hyperabrupt Diode" - по нашему диод с гиперрезким переходом, т.е. легированным, как обычно делают у ДНЗ. Как видим восстановление не такое резкое (спектр не широкий), но зато получаем низкие фликкер шумы. Можно сказать - "золотая середина". Люблю такой нестандартный подход

Лирическое отступление.
Когда-то очень давно занимался источниками питания, в том числе и высоковольтными. В то время только появились высоковольтные транзисторы с аббревиатурой БСИТ (если кто помнит), сразу попробовал их применить и обнаружил интересный эффект - в момент подачи на базу (хотя почему-то в литературе упоминается затвор) отрицательного напряжения, транзистор закрывался не сразу, а с некоторой задержкой (бОльшей чем у биполярного транзистора) и закрывался так быстро, что полосы моего 20 МГц осциллографа не хватало для определения скорости выключения. Мне этот эффект очень понравился, потери на переключение резко упали, транзисторы стали холодными. Сейчас начинаю понимать, что этот эффект был аналогичен процессу в ДНЗ. Напрашивается вопрос: а почему не сделать транзистор с накоплением заряда? Он будет более привлекательным чем ДНЗ хотябы тем, что коллектор развязан от базы и влияние несогласованной нагрузки меньше.

ДНЗ - частный случай варикапа, я думаю, но с некоторыми фитчами. Я сильно подозреваю, что и в НЛТЛ варикапы и, просто ДНЗ работают и как диоды (наверное, даже в режиме кусочно-линейной аппроксимации ВАХ) и как нелинейные ёмкости, но в разное время.

Ну уж точно нет. В этом плане русское название более информативно английского. ДНЗ работает на резком прекращении тока спустя некоторое время после подачи запирающего напряжения при лавинообразном рассасывании неосновных носителей. Т.е. для него обязательными являются фазы прямой проводимости - накопление заряда, которая не существенна для процесса умножения, и относительно короткого интервала проводимости после подачи запирающего напряжения - на время жизни неосновных носителей (тоже для умножения несущественен), который заканчивается очень резко (а вот это как раз то, что надо) - даже для старых выпрямительных мощных диодов были цифры в районе единиц наносекунд - это, кстати, одна из причин фона незашунтированых кондерами п\п диодных выпрямителей. Прекращение тока на нагрузке - резисторе, а чаще малой индуктивности создаст или резкую ступеньку, или иголку - во втором случае - индуктивности, богатые гармошками низкой частоты накачки. В этом смысле они гораздо ближе к ключевым и p-i-n диодам. В которых время рассасывания больше полупериода сигнала и они просто не успевают запереться и работают низкоомными резисторами. Поэтому для ДНЗ время рассасывания должно быть меньше полупериода умножаемого сигнала. Для варикапов же режим накопления заряда - прямой проводимости и рассасывания больше относится к ошибками проектирования, а не фичам. И поэтому умножители на ДНЗ объективно шумнее варикапных и НЛЛП. Добавляется дробовой и рекомбинационный шумы - это позволяет пикосекундам заявлять, что их умножители NLTL на 10-15дБ ближе к 20log(N) при больших кратностях умножения N. Но ИМХО они слегка преувеличили шумы ДНЗ. 3-5 еще куда ни шло.

Сообщение отредактировал ledum - Aug 29 2012, 18:23

Вот интересно, а почему такой интерес (не сказать ажиотаж) к умножителям гармоник (вообще, а не только тут на форуме). И капризный, и с повторяемостью проблемы (см. выше), и фильтровать надо. А главное, получить нужную гармонику можно “простыми” умножителями (удвоителями) + смесителями. Выглядит сложно? Да. Но со 100% повторяемостью без всяких настроек. А если использовать в синтезаторе с ФАПЧ, то и фильтров никаких не надо (см. комментарий в соседней теме).

Александр, у меня сейчас 50 синтезаторов с такими умножителями выходят. Настройки не требуют. Повторяемость отличная. За потребление всего 110-120 мА при питании 5В, усилитель за 4-5 $, пару варикапов по 0,5 $ и пару фильтров за 5-10$ в сумме можно поиметь умножитель кратностью до 40 и с очень хорошими шумами. Результат умножения где-то здесь был на картинке.

Сообщение отредактировал Dr.Drew - Sep 7 2012, 12:58

Я такие умножители и не использую. После доп. вопроса на "5" на "электронных приборах СВЧ" - прикинуть варакторный умножитель на 6 с КПД не менее 20% (это холостые контура надо не только на вторую и третью гармошки, но и на 4, и, возможно, и на пятую) - вроде сошлось. Понравилось. Потом ради интереса на лабах собрал - получил 15% - ИМХО нормально, при весьма чистом спектре. Сейчас на клоки АЦП думаю поставить вместо AD9517-0 - ибо опыт эксплуатации изделия показал, что некратные целым числом опоры клоки - зло немерянное в нашем применении, если только не выгонят с работы. Но. Такие умножители сверхузкополосные и настраиваются чуть ли не часами на частототах входа со 100МГц. На более высоких - еще сложнее - паразитки компонентов превышают оптимальные для идлеров и согласования. У нас в высотомере системы посадки Бурана изделия "Плацдарм" (ВНИИРА) (который так и не пошел в сам Буран - питерцы неожиданно применили другую систему), был умножитель на 8 с 2ГГц входной - неделями строили, чтобы климат минус 60 - +85 держал. 2 Ватта на входе. КПД далеко за пределами для ДНЗ и НЛЛП, а тем более Венцелевских диодных. Утроитель и удвоитель варакторные - минус 4 дБ от входа - норма. При этом входная мощность может меняться от, скажем, 30дБм, до 15дБм.
На ДНЗ тоже есть проблемы - шумы зависят от согласования, шумы повыше варикапных умножителей, термонестабильный - на лабах по тем же приборам проверяли формирователь импульсов - фронт изменяется ЕМНИП (30 лет прошло, чай уже, но все-таки вспомнил - ДНЗ - p-i-n диод оптимально, хотя работают все с неосновными носителями) на 1% на градус из-за температурной нестабильности времени рассасывания, плюс сам процесс рассасывания - статистический процесс, а значит слегка шумноватый. Умножитель чуть более варактоного широкополосный, но все же недостаточно. Сравнение ДНЗ и НЛЛП http://ecee.colorado.edu/microwave/docs/th..._phd_thesis.pdf - рис. 6.11 на 2ГГц выхода.
То ли дело НЛЛП. Врубил варикапы на ускорение или на задержку (правая или левая соответственно условные схемы) - и получил, либо вертикальное нарастание из полусинуса, либо вертикальный спад. В широком диапазоне. На самопальной NLTL. Почти не зависит от нагрузки. Но не все так просто. Достаточно глянуть рис.6.17 статьи выше - меняем накачку на 1дБ - шумы растут на 5дБ. Без шумометра - нечего даже соваться настраивать. С учетом того, что на всю Украину вроде только один есть. И не у нас.
Андрею ИМХО надо повнимательнее по патетам полазить - чем черт не шутит - может можно подавать? Ибо вроде отличается и от НЛЛП, и от чистых варакторных.

Сообщение отредактировал ledum - Sep 7 2012, 11:20

А я тут с Вами почти полностью солидарен. По началу так и делали всё на генераторах гармошек, но теперь перешли почти полностью на ФАПЧ и умножители. Единственное, что пока не устраивает в ФАПЧ - капризность и низкая надёжность, которые я пока объясняю своим низким уровнем развития и относительно малым опытом. Всё остальное - габариты, цена, токопотребление, технологичность, скорость - пока полностью устраивают...

Если повнимательнее взглянуть на эту статью и прикинуть соотношение напряжения смещения и мощности, то получится, что их схема на варикапах работает как у Dr.Drew с эффектом накопления заряда. К сожалению, они не смотрели её на осциллографе, и очень подозрительным выглядит отсутствие результатов измерения шумов гармоник и их уровня, когда проделана достаточно большая работа по моделированию. Складывается впечатление, что они не получили желаемого результата и не смогли его объяснить, поэтому измерили шумы только на основной гармонике.
И еще по поводу шумомеров. У всем известного E5052B плохая чувствительность в области 10 кГц, да и на других частотах не такая хорошая - количество накоплений иногда нужно делать до 10000 и ждать по полдня. Wenzel для измерения своих кварцевых генераторов давно использует приборы фирмы NXT с внешними VCXO. Кстати Александр на семинаре сказал, что NXT взяла на вооружение его синтезаторы. Вернемся к вышеуказанной статье - в ней авторы сотворили кросскорреляционный измеритель на звуковой карте и получили отличную чувствительность. Уже сколько раз на этом форуме и не только встречал пожелания сделать "чудо техники", но так и не увидел доведенного до ума образца. Знаю как минимум две программы (платных) в которых делаются необходимые вычисления, да и самому посчитать не вызывает сложностей, самое трудное - вычисление FFT. С калибровкой тоже проблем нет - например по тепловым шумам резистора. К сведению, не обязательно делать каналы абсолютно идентичными.


В той схеме, что разбирали на презентации, *Ci - это разве не генераторы гармоник? Пусть даже с кратностью не более 10x. Сомневаюсь, что речь шла об удвоителях. В схеме со смесителями желатено использовать активные миксеры, как более широкополосные и не требующие значительного превышения основной гармоники над остальными, я прав?

Андрей, Вы (Ваши разработки) – как всегда, приятное исключение . Ради чисто спортивного интереса: проводился ли sensitivity analysis (практ. измерения) при вариациях параметров схемы (разброс элементов, уровень сигнала на входе, изменение температуры в раб. диапазоне и т.д.)? Тоже – для варикапов из разных партий?
Хотел было спросить и про разных производителей, но будет уж совсем как придирка выглядеть. Хотя для себя я бы попробовал, а то бывает, что очень хороший device вдруг оказывается более не доступен. Отсюда у меня и принцип – не использовать критические (по различным критериям) компоненты, а полагаться на системное (архитектурное) решение (по возможности, конечно). Возможно, это и перебор.



Отвечаю совсем кратко, т.к. надо отключаться. По определению – да, по реализации – не обязательно. Вообще, патент должен охватить как можно большее число частных случаев, ну а дальше дело конкретной реализации, варианты могут быть самые разнообразные. О миксерах – можно ведь и по RF-порту работать (i.e. входы местами поменять)? Ох уж эта классика

Как-то крутил схему, варьируя номиналы - +/- 10% погоды не делало. Входную мощность там желательно поддерживать с нестабильностью не более 1 дБ. Варикапы (очень распространённые) попадались из четырёх-пяти разных партий и давали одинаковые характеристики. А в температуре испытывал прямо во время оптимимзации - горячим паяльником. Пока остывала схема видно было изменение мощности на 3-4 дБ где-то.
Я стараюсь комбинировать архитектурные решения с дискретной схемотехникой - очень хорошие результаты по потреблению и габаритам получаются.

Раз так - срочно патентуйте! Как человек, некоторое время занимавшийся серийным производством, заявляю: Промедление смерти подобно!!!

Почему? Вообще, патент – это инструмент для достижения какой-либо конкретной цели (способ защиты для маленькой фирмы, один из элементов маркетинговой компании и т.д.). Сам по себе он мало что даёт. Пример можно найти тут же в теме у Виталия: и патент есть, и публикации, и идея весьма оригинальная, а вот как-то не вписывается в планы компаний. Я к тому, что я не против патента (если есть такая возможность, то, безусловно, это плюс), просто интересно, почему смерти подобно?


Наверное, эта тема ближе - говорили тут не раз, и не два. Комбинированная опора: до 100+ кГц – OCXO, а на 1+ МГц – вот такое вот недоразумение. –162 дБн/Гц На 1 ГГц соответствует –142 на 10 ГГц (что совсем не плохо) или же –182 на 100 МГц (и как такое умножать?). А главное, стоимость - даже не копейки, если сравнивать с ЖИГом или тем же DRO. Хороший пример.


Рекомендую . Если кому нужен прямой выход на NXT – обращайтесь.


Можно построить исключительно на удвоителях. Каждая смесительная ячейка будет понижать частоту в два раза. Получится такая двоичная схема построения даунконвертера, что не обязательно является оптимальным решением (а скорее является не оптимальным), но имеет право на существование. Утроитель даёт больше свободы действий, а умножитель гармоник более высокого порядка (как по мне) – уже и перебор. Поиграйтесь на досуге с частотным планом, в принципе, интересно подгонять под available devices (хоть и чистой воды арифметика).

Это я заявил на основе своего печального опыта работы на предыдущем предприятии, которого больше нет. Там именно на основе нарушения патента у нас отсудили приличную сумму дензнаков из-за того, что наши механики "мышей не ловили" и неудосужились сделать патентный обзор и проверить изделие на патентную чистоту. Сборище никуда негодных лодырей-коммунистов, упрямых и бестолковых!
Патентные исследывания при наличии антимонопольного комитета - для меня теперь основа серийного производства любого изделия. Прежде чем, что-то начать выпускать, надо удостовериться, что не будешь работать на чужой патент. В этом случае наличие своего патента - наилучший вариант!