Цифровые делители такую величину вытянут. Не нашёл под руками статью с цифровыми делителями с ФШ -165дБн/Гц на 10 кГц, но цифра впечаталась в память. Частоту не помню, но точно больше 100 МГц.

Нашёл регенеративные делители, там ещё всё лучше:  2625.pdf ( 1.27 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 290


ЗЫ: С четвёртой попытки нашёл цифровой делитель, о котором говорил:  SiRF2009_Divider.pdf ( 484.01 килобайт ) Кол-во скачиваний: 442
Цифры маненько переврал, но там частота 3.5 ГГц. Надо полагать, что на 100 МГц ниже будет.

Но даже если перпетум мобиле получится, всё-равно всё упрётся в шумы делителей и измериловки...

И так, пришел домой, почитал газеты, и решил на остаток свободного времени промоделировать несколько вариантов схем, чтобы развеять ложные слухи, домыслы, вечные двигатели ... Надеюсь никто не против? Вроде укладываюсь в рамки концепции построения.

За основу взял сигнал с частотой 100 МГц с фазовым шумом, имеющим равномерное распределение (для наглядности "окраски"). И далее перемножил сигнал с самим собой с задержкой lambda/4, lambda и 10000*lambda (рис.1, рис.2, рис.3). Красным цветом, для сравнения, приведены шумы сигнала, умноженного без задержек. Выводы очевидны. Последний вариант (рис. 4) - некоторая комбинация разных задержек, но схему приводить смысла не вижу, ПАВ-фильтр поставить проще и дешевле.

Между прочим, Александр ничего не сказал про спектральную чистоту входного сигнала. Кроме того, не было условия, что фазовые шумы на выходах должны быть равны, в идеале, или очень близки. Так что, хватит и одного генератора. Наконец, такой декоррелятор должен выдавать полностью некоррелированные процессы на выходе? Уточните, кто знает, коррелированность производных случайных процессов и самих этих процессов жестко и взаимно связаны? Если да, то вообще можно второй генератор и не синхронизировать - будет полный декоррелец...
Я поддался на провокацию. Уточняйте условия, Александр.

Основная мотивация – продавить шумы ниже, чем может выдать современный OCXO на 100 МГц (к вопросу о спектральной чистоте). Т.е. Вы всё правильно поняли, а так - да, это провокация, конечно. Можете подкорректировать условия, тут масса вариаций возможна. Тот случай, когда процесс может быть интересней результата.


Пожалуй, принимается. Хотя, зачем тогда декоррелятор нужен? Тут не столько декорреляция, сколько именно что фильтрация. Или другими словами, замена резонатора на более качественный, т.е. в каком-то смысле ближе к N генераторам, предложенным Dr.Drew. Но это уж я так сформулировал – поди туда, не знаю куда, принеси то, не знаю что .


Нет, не надо ничего делить. Это чисто умозрительный пример (хотя и красивый). Сейчас OCXO выдают -180 дБн/Гц и ниже на 100 МГц. Это уже ниже шумов цифровых делителей, да и, пожалуй, что и регенеративных. Тут, как раз, надо уходить вверх. ”Смесительная” схема может дать выигрыш, но не сама по себе, а за счет использования N источников. А это дорого (цена, размеры, потребление). Что практически тут можно выжать (как мне кажется), так это переложить проблему на производителей OCXO. Если они сумеют запихнуть 4 резонатора со смесителями в один термостатированный корпус, то можно получить 400 МГц с улучшением в 6 дБ относительно прямого умножения сотки. Кроме того, эти 4 резонатора можно разместить в ортогональных плоскостях, чтобы скомпенсировать вибрационные помехи (а это те же шумы). Вроде, мы об этом уже говорили.


Весьма наглядно! Особенно рис. 3. Rloc, и всё же, раз уже решили добить это пример, не смогли бы Вы выводы сформулировать? Сдаётся мне, что это схемка так просто от себя не отпустит .

Сообщение отредактировал Chenakin - Nov 21 2013, 05:37

Мы ещё не говорили про биения между этими генераторами. Это болезненный перекос нашей темы в сторону ФШ в ущерб ПСС. Мне это понятно, бОльшая часть участников работает в сфере T&M, зачастую ПСС в измерителовке можно обойти программо-аппаратно. В приёмно-передающей аппаратуре этот номер не пройдёт, любая спурина, независимо от происхождения, может сойти за сигнал.

И потом, -180 дБн/Гц имеют самые лучшие и дорогие OCXO, которые немногие могут себе позволить использовать, а бОльшая часть разработчиков вообще не нуждается в них. Хотя понятен замысел тренировки мозга, но не видно грани между абсурдом и здравым смыслом.

По мне, так чистенькая по ПСС опора с -165 дБн/Гц куда ценнее -186 дБн/Гц, утыканных спурами от биений и делителей, которых избежать точно не удастся. Аналогичная ситуация есть в ЦОС, где зачастую динамику применяемых АЦП перекашивают в сторону меньших шумов, и даже слэнг придумали: "честный" и "нечестный" динамический диапазон.

Для полной наглядности не хватает умножения двух НЕЗАВИСИМЫХ источников...

Сообщение отредактировал MegaElektronik - Nov 21 2013, 04:59

Для правильного решения задачи, по очень грубой оценке, задержка должна быть больше периода ближайшего интересующего шумового сигнала. Типа 100мкс для расстояния от несущей 10кГц и более - чтобы шум в силу своей случайной природы успел "забыть" свое состояние в предыдущем периоде. 1мс для расстояния 1кГц+ и т.д. ИМХО. Unreal.

Сообщение отредактировал ledum - Nov 21 2013, 08:03

1) Линия задержки вносит положительный вклад, назовем декорреляцией, в процесс линейных/нелинейных преобразований.
2) В спектральной области этот вклад носит неравномерный характер.
3) Отстройка от несущей области частот, на которую оказывает влияние линия задержки, обратно пропорциональна длине этой линии.
4) Области частот, где возможна взаимная компенсация шумов, чередуются с интервалом 1/(задержка в линии).
5) В пределе, при стремлении длины линии задержки к бесконечности, шумы становятся некоррелированными, и соответственно все преобразования будут эквивалентны взаимодействию независимых источников.

В общем, без формул, как то так. На всякий случай отмечу, что моделирование было в комплексном виде, чтобы избежать отражений от 0 частоты и получить более наглядные картинки. Корни моих предположений росли от корреляционных измерителей фазовых шумов.


Эквивалентно рис. 3, или п. 5 выше (количественно - разница 3 дБ).


Лучше в разнесенные термостатированные корпуса, с тем же условием ортогональности - меньше влияние друг на друга. А подогрев, как мы знаем, научились делать непосредственно самого кристалла и проблем с лишним потреблением не должно быть.


Подсказать, как простыми средствами, за смешные деньги, уровень обычного генератора поднять до уровня Temex/Pascall на отстройках >10 кГц ? Вопрос, что с такими шумами будете делать?


Да, да, да, опять возвращаемся к оптике. Кто-нибудь в курсе, что корейцы придумали оптический фазовый детектор, дающий после умножения 70 МГц полку -160 дБн/Гц на 10 ГГц? Фантастика? А как же тепловые шумы? Да они просто в медь ничего не транслируют. И обещают в скором времени сделать -170 дБн/Гц. Сравнил с OE Waves - шумы практически эквивалентны. Попутно, в свете наших декорреляций, думаю на оптических линиях можно неплохие фильтры делать.


А производная где у нас встречается? Прошу напомнить, где-то что-то пропустил.

Тоже дадад. При рассмотрении единственного доступного в Киеве в виде пары AFBR-1310Z и AFBR-2310Z Кш системы под 50дБ....Если кто подскажет что-то малошумящее, обязательно серийное - огромный респект.

Сообщение отредактировал ledum - Nov 21 2013, 10:51

Если Вы имеете в виду кварцевые фильтры, то я их давно уже применяю. ПАВ-фильтры - реже.
Засовывать кварцевые фильтры в термостат OCXO не получится. Если что-то иное - подскажите.
Сразу оговорюсь, что ни измерителя фазовых шумов, ни крутого анализатора спектра у меня нет.

Пробовать переносить в СВЧ-спектр с потерями 20logN. 10logN пока ещё рано...

Если мы хотим получить -180 дБн/Гц и ниже, то речь идет о фильтрации мощностей более 5 дБм, с учетом всевозможных потерь, коэффициента шума ... Для кварцевых фильтров многовато, можно "поджарить" с высокой вероятностью выхода из строя или непредсказуемого старения. И, как правильно было замечено, кварцевые фильтры желательно термостатировать или расширять полосу за счет порядка, что не всегда удобно. ПАВ-фильтр на кварцевом основании - другое дело: и допустимая мощность больше, и полосу можно сделать шире для учета температурного ухода, особенно когда производитель фильтров находится в России и договориться о коррекции характеристик в ту или иную сторону не проблема. Если не изменяет память, приводил ссылку (сразу предупреждаю - не стоит обращать внимание на смещение по частоте).
У меня вопрос ко всем: почему ПАВ-фильтры и кварцевые резонаторы, имеющие одинаковое основание, допускают разные уровни мощности? Есть тут разработчики ПАВ ? Сам глубоко в этот вопрос не вдавался, но версия есть.

Очень ёмко и лаконично, с наглядным примером. Хороший ответ.


Подскажите. Что конкретно интересует – как удерживать неизменным профиль фазовых шумов и его симметрию. Скажем, если Вы используете фильтр (к примеру), то его центральная частота (и соответственно подавление шумов) будет плавать. Интересно, как бы Вы практически решали задачу стабилизации такого фильтра (или чего-то другого).


Если использовать выносные генераторы, то проблема решается их ФАПЧ-еванием в узкой полосе, скажем 10-20 Гц (где, естественно, некоррелированность будет потеряна).


Да ладно, что нам стоит дом построить – перекосим на ПСС. Что требуется? Я так понимаю, у Вас есть приёмник, в который входит синтезатор, обеспечивающий сигнал LO. Выход синтезатора имеет спурины, которые по уровню могут оказаться сравнимы с принимаемым сигналом и препятствовать его идентификации. Так?

ОК. Сделаем два допущения. 1. Принимаемый сигнал не изменяется мгновенно (или чрезвычайно быстро - что, наверное, является вполне реальным сценарием). 2. Местоположение (частота) спура синтезатора является функцией его выходной частоты (что можно обеспечить надлежащим выбором его архитектуры).

Переходим к делу. Настраиваем синтезатор на необходимую частоту, снимаем (оцифровываем) выход приёмника в требуемом частотном диапазоне. Считаем, что есть принимаемый (неизвестный) сигнал на частоте Fs с уровнем S и спур на частоте Fa с уровнем А. Не можем выделить сигнал относительно спура? Хорошо. Слегка перестраиваем синтезатор таким образом, что искомый сигнал попадает в диапазон оцифровки (это могут быть и отдельные кусочки, собираемые в полосе – не суть важно). По-прежнему имеем принимаемый сигнал того же уровня и на той же частоте (он не успел ещё измениться – см. условие 1) и спур - теперь уже на другой частоте Fb с уровнем В (условие 2), сравнимого уровня (для простоты рассуждений). Совмещаем два этих отсчёта (математически) и суммируем. Получаем сигнал на частоте Fs с уровнем 2S и два спура на частотах Fa и Fb с уровнями А и В. Или можно сказать (после нормировки), имеем сигнал того же уровня S и два спура, подавленных до величин A/2 и В/2. Достаточно ли этого, чтобы выделить сигнал? Если нет, то делаем третий отсчёт, ну и так далее, пока не продавим спуры на требуемую величину.

Понятно, что я всё это упрощаю, нужно смотреть временные характеристики и т.д., но смысл, думаю, понятен. В некотором смысле, это сродни корреляционному сложению, о чём мы шутили Выше (так что Вы зря про абсурд, тут так можно закрутить при желании, что грань между абсурдом и реальностью размоется как дымка в тумане ). Интересно, что требуемый синтезатор будет... как бы лучше сказать, несколько специфическим по архитектуре и выдаваемым характеристикам. Так что не знаю, стоит ли это обсуждать. А то боюсь, закидают тут теперь уже T&M-щики тапками и Вас, и меня за компанию (чтоб не лез из T&M невесть куда ).

Или всё же перекосим?

Тапкозакидательства я не боюсь, но чувствую, что поднял непопулярную тему.

Не, не надо. Просто у каждого свои проблемы и мне до сих пор не понятно, почему ФШ за последние 20 лет у многих производителей снизились на 20дБ и более, а ПСС так и остались незыблемыми 70 дБ, а то и вовсе выросли до 60 дБ.

Если Вы считаете это нормальным, то я ухожу в сторону и начинаю самостоятельную борьбу со злом спурами. Время сбора информации и демагогии у меня подошло к концу, пора действовать.

По поводу борьбы со спурами: всё резко усложняется при увеличении скорости. Сейчас делаем радиокомплекс с временем перестройки 1 мкс. Как там уходить от Спур? А в передающем тракте как?

Для кварцевого фильтра еще можно попробовать термокомпенсировать уход варикапом. Но нужна ли симметрия и стабильный профиль фазового шума, если они остаются ниже порога спецификации? Мы уже привыкли, что коэффициент шума приборов (чувствительность) изрезан и ступеньками меняется по частоте, а профиль фазового шума искривляется в разных диапазонах и не всегда меняется по закону 20logN, но все параметры не выходят за границы. Или сейчас итоговый бал соперники набирают по двум составляющим: технике и красоте, как в фигурном катании?


Фактически, когда принимаемой системе мешают спуры, это означает, что мы принимаем не модулированные сигналы, иначе спуры разваливаются после демодулятора и их влияние нивелируется. Поэтому логика допущения абсолютно корректна, но мне никак не удавалось подтолкнуть VCO на размышления в этом направлении.


Понял о чем речь. Ответ - да, взаимосвязаны, жестко. Актуально для любых систем, где задержки не столь велики, шумовые добавки при различных преобразованиях на малых отстройках больше, чем можно было ожидать от некоррелированных процессов.

Кстати, вспомнил, что когда-то весьма неудачную попытку реализации такого метода (снижения шумов). Надо было 196 и 6 в периоде. Делалось умножителем на 4 на бескорпусном варакторе-ДНЗ. Очень капризным и трескавшимся на климатах поначалу (технологический глюк). Дык начитавшись ПТЭ (там что-то было про уменьшение шумов каскада зафапированых узкой полосой с индивидуальными ФАПами LC генераторов и просто складывались на той же частоте - типа амплитуда в два раза, а шумы за полосой в корень из двух - на 4 генераторах выигрыш 6дБ, подробности не помню) зафапировал на 3-х двухдиодных ФД с полосой 10Гц (шумы за полосой некоррелированы должны быть по идее) с генераторами поиска (тогда в основном такие были) от одного 49.167 три других через лябда на четыре кусок кабеля (типа хотел фазы подравнять между ведущим и ведомыми). Потом попарно сложил на диодном перемножителе- получил два сигнала по почти 100, а потом еще раз- 197МГц - так проще фильтровать ИМХО, чем плюсовать по Fвх - последнее даже в голову не пришло. Фигня получилась - ФАПы не умел считать - посчитал по Полякову из его УКВ приемников, не учел генератор поиска. А потом появились кварцы на 197МГц и тема автоматом заглохла.
To rloc. Спуры нам тоже мешают. Даже минус 110дБн от уровня гетеродина. В автоматическом обнаружителе перед подсистемой демодуляции. Они стоят в полосе и лезут черти как - по земле, возможно, (хотя корпус фрезерованый) - пролазят промежуточные продукты образования гетеродинных сигналов. Стоят на конкретных частотах в L диапазоне, само собой перемещаются в ПЧ вместе с сигналом. А сигналу не прикажешь перестроиться. Метод по мощности. Ибо полезные сигналы априори неизвестны. Остальные методы - на порядки медленнее. Полезные сигналы могут быть монохромами (маяки), могут модулироваными несущими. А вот фазовые шумы у нас, например, - практически некритично (в разумных пределах - точки в звездочках в черточки вырождаются при весьма и весьма посредственных шумах - по сути же в основном это выражается избирательностью по соседнему каналу - параметр пятый - десятый в большинстве СВЧ РПУ, ну может только при схеме Уивера критично - там шумы попадают прямо в центр полезного сигнала, допплеровских моноимпульсных локаторах и скалярных АС), как и шаг перестройки -10-20МГц приемлемо. Автоматический векторный анализатор сигналов у нас. Чувствую криво и сумбурно написал, но, надеюсь, понятно

Сообщение отредактировал ledum - Nov 22 2013, 09:39