Автору пока не дозвониться, поэтому предлагаю немного рассуждений на тему прямого синтеза:

Фирма Agilent, примерно год назад, объявила о выпуске высокоскоростного ЦАП 14 бит 7.2 ГГц (12 бит 12 ГГц) с прогрессивными на сегодняшний день характеристиками (см. статью). Предположительно, этот ЦАП используется в новом функциональном генераторе M8190A. Основываясь на своем опыте, могу с уверенностью утверждать, что на сегодняшний день есть технологии, позволяющие бороться с внеполосными спектральными составляющими, являющимися результатом периодичности повторения амплитудных и временных ошибок преобразователя R-2R. С другими составляющими, появляющимися в результате нелинейного смешивания опорной и выходной частот (как в смесителе +-n*Fref+-m*Fout), можно бороться в определенной мере (в пределах около 20 дБ) по принципу "spur-killer", как в AD9912. Таким образом, не исключаю возможности, опять же повторяюсь на текущий момент времени, прямого синтеза сигнала в полосе до 3.6 ГГц со свободным динамическим диапазоном более 80 дБ и фазовыми шумами порядка -160 дБн/Гц при отстройке на 10 кГц на частоте 1 ГГц. Ширина полосы формирования в 3.6 ГГц уже вполне достаточна, чтобы перенести смешением на весь диапазон 10 ГГц и отфильтровать на перестраиваемых ППФ Hittite в габаритах QS.

A 7.2-GSa/s, 14-bit or 12-GSa/s, 12-bit DAC in a 165-GHz fT BiCMOS Process
 Agilent_DAC_12bit_12GHz.pdf ( 743.22 килобайт ) Кол-во скачиваний: 369

А у меня есть предложение не ждать, а устроить коллективную мозговую атаку и попробовать разгадать принцип построения этой разработки (именно - разработки, продуктом этот синтезатор пока не является, да простит меня synthesprom). Даже если разгадаем, думаю, предприятию мы особого ущерба не нанесём, так как у него свой рынок сбыта, понятно какОй. Ну и про времена промышленного шпионажа тоже стоит забыть, ибо наступили времена глобализации экономики, когда конкурентоспособность продукции определяется прежде всего экономическими законами, а лицензию на выпечку "пирожков" продавать часто выгоднее, чем печь и продавать "пирожки".
Вот у меня, например, закралось предположение, что в архитектуре синтезатора замешан ДДПКД, формирующий сетку частот сверху (например, с 15 ГГц) вниз.

P.S.: О-па, пока писАл, моя инициатива была опережена!

Если серьезно, и да, и нет. Во-первых даже сапфировый синтезатор будет пока иметь и кварцевый генератор - для захвата, формирования ряда служебных частот и т.п. Поэтому пускай кварцевая технология совершенствуется. Однако лично я не вижу в ней фундаментальной перспективы для СВЧ синтеза. С точки зрения предельно достижимых параметров. Величины, близкие к kT на СВЧ в скором времени будут реализовываться не в этой технологии (ПМСМ). Поэтому у меня, не скрою, есть чувство удовлетворения, что многие очень серьезные коллективы тратят усилия на то, чтобы и дальше работать с кварцем, фильтровать его, ставить NLTL, параллелить и т.п. Это время. Не знаю как Вам, а вот нам для серьезного въезда в тему (когда уже можно что-то продемонстрировать и пытаться коммерциализовать) оно нужно. Либо Вы его тратите на одно, либо на другое. Пришла в голову такая аналогия: у штангистов есть разные способы подхода к снаряду: можно брать последовательно 200, 210, 220 кг. Каждый раз вес взят. Три подхода - попытки кончились, срывов нет. А можно сразу нацелиться на 245. Срыв в первой попытке, срыв во второй, поднял с третьей - 25 кг в плюсе.

Бывает, что на первом этапе новая технология выглядит монструозно, но это не означает, что она дальше не будет «очеловечиваться» (удешевляться, уменьшаться и т.п.).

А вот по поводу терминов умножительный/делительный я съехидничал (Вы уж меня извините). Но раз Вы к ехидству отнеслись серьезно. То моя точка зрения: терминологическая игра - это именно маркетинговый инструмент, то есть только пункт 2.

По технике: за два года нами отработано несколько схем синтеза на сапфире. Сейчас я корябаю статейку, где одну схему планирую "слить". Не "боевую", а провокационно-дискуссионную. Но там есть экспериментально подтвержденные -138 на 20 ГГц. Это уже нормал относительно средней температуры по палате косвенного синтеза. Хотя более интересные вещи происходят в соседней – «прямой аналоговой». По поводу того, кто какой уровень шумов поддерживает. Вы не хуже меня понимаете, что если не поддерживает сегодня, то не факт, что не поддержит завтра. Вроде как долго -153 было для делителей нормой, но стали потихоньку нарисовываться девайсы и -164 и ниже. А завтра будут еще ниже или же шире по полосе. Я, например, ожидаю появления ФД с FOM -240...-245 в среднесрочной перспективе. AD9914 вот ведь тоже неплохая штука. Для меня желательно, чтобы в синтезаторе узлы, которые являются системными ограничителями, стояли в тех местах, когда не потребуется перекройка всей концепции при появлении компонента с параметрами, устраняющими системные ограничения.

Умножители. Сапфир это (ПМСМ) тот единственный практический случай (для отстроек close-in), когда их можно пытаться применить, чтобы придушить ФД. Ведь применение умножителя связано с решением «диалектического противоречия»: умноженная опора/подставка должна быть не хуже неумноженной. А сапфир это противоречие решает. Сразу оговорюсь, что говорю о топовых сценариях и не беру в рассмотрение ситуации, когда, мол, взяли мы ФД с шумом -203, а потом решили его задавить. Но если серьезно подумать, то применить умножитель и здесь не так просто. Если применять их в плече управляемого генератора, то подчищенный выход будет в два раза ниже сетки опорных палок. А не лучше ли, захватившись вверху без умножения, потом поделиться? Если применять их в ПЧ перед ФД, то нужно следить за качеством умноженного рефа. А если он перестраиваемый, то и за ростом грязи до умножения в расширенной полосе. Хотя в статейной схемке у меня умножители "нарисованы" (в ПЧ).



Присоединюсь. Пока "меня терзают смутные сомнения". Просто факты: Цыпленков приводит точность установки уровня +/-0.5 дБ. Сомневаюсь в этой цифре. Для ее реализации нужна нормальная АРМ (ответвитель, детектор) = габариты (Александр красиво излагал выше). Скорее всего цифра «от балды». Ели одна цифра "от балды", то как верить остальным. Зачем-то написали квику 1 мсек. Уважайте оппонента, пишите 100мксек. Уровень ПСС -80дБ. Если у них прямой синтез, то он предполагает аналоговую расфильтровку на СВЧ. Вряд ли они могут позволить себе использовать такую экзотику как 7Gsps DAC. Кроме того, слишком широкие полосы сложнее забрасывать в СВЧ диапазон (большие миксерные продукты уже второго порядка будут попадать в полосу фильтра). Уверен, что сидят они на сравнительно дешевых и доставабельных компонентах. При микрополосковых фильтрах (фильтров на объемных резонаторах у Цыпленкова в синтезаторе быть не может), которые реализуются на одной плате -80 дБ – штука проблемная. Проблемная эта цифра также с точки зрения измериловки. Или же нужно скромно добавлять -80дБ в спане, например, 5 МГц (а не в полосе рабочих частот). И т.д. И т.п.

Уважаемый rloc, я бы на Вашем месте попросил бы рабочий образец для апробации. И тогда стало бы ясно, что это: «прорывная инновация» или попытка профинансировать какую-то стадию разработки за счет средств заказчика.

Сообщение отредактировал Sergey Beltchicov - Oct 3 2012, 10:10

Несколько уточнений и вопросов:
1. Кажется, не 3.6 ГГц, а 2.88 ГГц (за счёт выходного фильтра).
2. Для -160 дБн/Гц керамики не хватит. Лейкосапфир? А как же габариты?
3. Если расширять динамику DDS до 80 дБ, хватит ли одного спуркиллера?
4. Если расширять динамику DDS не только спуркиллером, шумы не пострадают?
5. Как фильтровать комбинашки после переноса, они могут попасть глубоко в полосу?

Это уже детали.


Есть еще вариант OCSO (SAW oscillator) + умножение. В переводе на 1 ГГц, как раз имеют сопоставимые шумы при отстройке 10 кГц. В измерительную технику глубоко не влезал, а нам и хуже подойдет.


Если честно, мне вариант спур-киллера не очень нравится. Если бороться с комбинационными составляющими (+-n*Fref+-m*Fout), то более красивый вариант - внесение предыскажений в амплитуду и фазу сигнала, чтобы сразу все спуры одним "махом" давить - очень интересная задача, чаще в моей работе встречается.


На 2-3 дБ могут вырасти, зависит от суммарной мощности спур. Лучше ориентироваться на SINAD - он не меняется.


Смесители есть, с IP3 выше 25 дБм, на FET - выше третьей комбинации не видно будет. Или как вариант мощность поменьше подавать, если не нужны сверхнизкие шумы.

Крылья, ноги...главное - ...
Соглашусь с Сергеем, от кварца до конца отказаться не удастся ибо он стабилен на больших временах. Правда, стареет, собака, но о построении стандарта частоты речь не идёт. Его удобно будет применять для термостабилизации СВЧ опоры в противоположность прямому термостатированию СВЧ резонатора. Разрабатывая генератор на ДР с КСС я, кстати, думаю заложиться на такое же решение. Реально я вижу до 1 кГц шумы как у умноженного кварца, дальше - лучше. Надежда на удачный исход дела есть. Но вот, что мне не нравится, так это габариты. ДР всё-таки меньше сапфира на сравнимых частотах, но система всё равно габаритна. Сапфир,конечно, круто, но крупно. Сделать меньше? Пожалуйте в миллиметры и получите точную механику, экзотические компоненты и приличную цену. Я не против сапфировой опоры и даже предложил бы её в качестве некоторого эталона, альтернативу которому предлагаю создать и пытаюсь это сделать. Идея проста: взять менее добротный и дешёвый резонатор и вытянуть шумы с помощью КСС. Критерий выбора резонатора - собственная добротность не ниже 8-10 тысяч, чтобы получить шумы эквивалентные резонатору с добротностью 50-100 тысяч. Выбор тут небольшой: ДР и ПАВ (300-400 МГц). ПАВ интересен тем, что дёшев и прост в применении, а выигрыш в шумах способен дать 10-15 дБ, которых многим так не хватает.
По поводу умножения КГ с фильтрацией ФАПЧ с ПАВ я не вижу здесь существенной выгоды. Там полоса пропускания будет около 10-20 кГц и выигрыш будет виден тогда, когда уже пропадает к нему интерес: 100 кГц и т.д.
Приятно в тени акации мечтать о дислокации. Первый раз за пять лет в отпуске почти на месяц (всем привет из солнечной Испании). Причины его, правда, не очень позитивные. Отходишь от рабочей суеты и есть время подумать о высоком.

Андрей, тут имеется засада. Если Вы берете резонатор с добротностью 10 тысяч, то добавка по Лисону к шумам усилителя (Fmod/0.5BW)^2 получается примерно 34 дБ для несущей 10гиг. Если взять сравнительно доставабельный усилок типа NBB, то он будет иметь шум на уровне -150 дБ@10кГц для данной частоты. Стало быть, в sustaining loop (пока не врублена КСС) вы заимеете -116 дБ@10кГц со спадом 30дБ на декаду (-86 дБ на 1 кГц, -146 дБ на 100 кГц). Теперь сколько нужно заиметь информационной разницы между кончиком подавленной несущей и соответствующей отстройкой от нее, чтобы выйти на уровень сапфира средней паршивости -150/-120 (10к/1к)? 34 дБ! Чтобы такую разницу заиметь на 10 кГц, нужно несущую задавить, как минимум, на 50 дБ (для того чтобы 34 дБ иметь на 1кГц - вообще ~70 дБ) и потом это подавление долговременно поддерживать. Такое подавление сложно даже измерять на VNA. Плюс надо информационную разницу отработать лошадиным усилением в петле и не загудеть при этом. На мой взгляд, решение этих вопросов сравнимо по сложности с работой на сапфире. Плюс по сравнению с простым сапфировым АГ, генератор на ДР с КСС (при реально достижимом подавлении несущей в 50 дБ) будет иметь специфический профиль шумов (как бы недодавленный шум на 1 кГц, шум как у сапфира на 10 кГц).

Сообщение отредактировал Sergey Beltchicov - Oct 4 2012, 12:09

Сергей, уже есть реальный образец генератора с шумами сравнимыми с сапфировым. 50 дБ вполне реально достичь безо всяких интерферометров. Этого вполне достаточно, чтобы получить минус 130-128 на 1 кГц на частоте 4 ГГц - шумы хорошего КГ. На 10 кГц будет почти минус 160, ну, и так далее. Где тут может быть засада?

Все что вы написали - это для 4 гиг. Я же везде писал про 10. Так что все сходится. Если вы будете повторять Ваши подвиги на десятке, будет засада, которую я описал и с 50 дБ Вы выйдете на указанные мной цифры. Большое преимущество 4 гиг в том, что легче сделать изначально менее шумящий и достаточно мощный усилок, которому 50 дБ хватит. Неслучайно, что команды (Сен Гупта, Хове и др.), которые на 10 гигах, подобно Вам, работают не с сапфиром, а с объемным резонатором, все-таки цепляются за добротность в районе 50-60 тыс. (чтобы снизить требования к подавлению и усилку). Поднимаясь на десятку, хороший усилок Вам будет сделать труднее, либо требуемое подавление будет еще больше. Нам с десяткой удобнее работать с точки зрения последующего синтеза - дальше дистанцируешься от кварца и больше вариантов частотного плана, где не будет быстрой деградации полученного в СВЧ опоре преимущества. Вам может лучше работать с четверкой.

Сообщение отредактировал Sergey Beltchicov - Oct 5 2012, 03:08

Никто не запрещает удвоить частоту и получить опору 8 ГГц. Можно сделать и 5 ГГц генератор для 10 ГГц опоры. Мне тем и нравится диапзон 4-5 ГГц, что здесь наделано много эффективных микрух для WiMax и подобной дребедени. На таких частотах и с резонатором проще работать. Ещё бы заполучить доступ к резонаторам с добротносью 25 тысяч от Transtech, так вообще ляпота была бы.

Согласен.



Неплохо было бы взглянуть на результат такого удвоения. Типовой активный умножитель не вытянет шумов (я выкладывал год назад графики). К пассивному нужно будет опять-таки лепить хороший усилок. Я не говорю, что это принципиально неправильно, невозможно и т.п. Но нюансы возникнут.

Кроме того: КСС с сапфиром на 10 гигах существенно улучшает отстройку 1 кГц (см. мой последний график, где на 1кГц ~-140). А цифровой делитель имеет одинаковую полку что для 10кГц, что для 1кГц. Так что Вы с умножением (самым чистым) на 10 гигах свои 6 дБ проиграете, а мы на пяти 6 дБ выиграем - на 1 кГц.

Сообщение отредактировал Sergey Beltchicov - Oct 5 2012, 09:06

Ну уж пассивный удвоитель - это уже мелочи по сравнению с самим генератором.

Уточняю, если где-то упустил, я ставлю задачу сделать альтернативу сапфировому АГ без КСС на более доступных и простых в применении компонентах. Очевидно, приходится прибегать к КСС. Понятно, что сравнивать сапфир и ДР с КСС - это почти одно и тоже, что сравнивать их без КСС. Понятно, сапфир с КСС - это круто, но...дальше раговор начинает вестись на разных языках. Вам нужно сделать синтезатор с малым объёмом выпуска в силу современного состояния СВЧ техники, но компенсировать это гигантской ценой. Я ориентируюсь на бОльшую массовость что-ли - брать и постепенно отжимать шумы на 10 кГц. Начать можно с ПАВ генератора с КСС - он, думаю, займёт меньше места и будет технологичнее. Отыграли 10 дБ по шумам - пошли дальше. Правда, я этот шаг проскочил. Кстати, с идею с ПАВ как-то высказал wjs. Я что-то увлёкся ДР и не обратил вимания.

Ладно, ладно... На самом деле то, что Вы делаете, мне тоже нравится. Я это Вам уже говорил.

А если пойти с сапфиром в более высокие частоты? Размеры резонатора уменьшатся. Конечно криокулеры настольные это только для лабораторий, но тенденция интересна.
trs-new.jpl.nasa.gov/dspace/bitstream/2014/39769/1/06-2089.pdf
trs-new.jpl.nasa.gov/dspace/bitstream/2014/37754/1/05-2942.pdf

Извините, что вклиниваюсь, но сапфиры, да и керамика, для построения такого синтезатора, который сейчас многих заинтересовал, пока не подходят по многим критериям. Тут достаточно правильно умножить хороший кварц и перенести высоко-высоко вверх, до 15 ГГц, а затем с помощью USM15P от Centеllax получить нарезку частот от 1,(6) до 7,5 ГГц, которая будет фильтроваться ФНЧ. Недостающие частоты тоже довольно легко получить и отфильтровать. И всё это будет весьма компактным и технологичным.

А вот дальше сложнее, но rloc, похоже прав, подмешивание DDS и фильтрация должны осуществляться незаурядным способом. И главное - сам DDS должен быть весьма незаурядным!