Здравствуйте многоуважаемые форумчане!

Не успел я разобраться с синтезатором в диапазоне 8-12, как пришло новое задание. Ну как говорится пришла беда отваряй ворота.
Итак, нужно сделать три синтезатора

Требования к синтезатору 1

В режиме пошаговой перестройки:
Диапазон перестройки: (2,5-18) ГГц
Минимальный шаг перестройки: 2кГц
Время установки частоты: 1 мС
Уровень фазовых шумов не хуже -80дБн/Гц@100кГц

В режиме свипирования
Свип по диапазонам:
(2,5-5)ГГц
(5-10)ГГц
(10-18)ГГц
Шаг в режиме свипа 300кГц
Время установления частоты 4мкС
Уровень фазовых шумов -80дБн/Гц@100кГц

Требования к синтезатору 2
Выходная частота фиксированная: 2545МГц
Уровень фазовых шумов не хуже -80дБн/Гц@100кГц

Требования к синтезатору 3

В режиме пошаговой перестройки:
Диапазон перестройки: (0,7-18) ГГц
Минимальный шаг перестройки: 2кГц
Время установки частоты: 1 мС
Уровень фазовых шумов не хуже-80дБн/Гц@100кГц


Вот мои мысли








жду ваших предложений

Это Вы тамошних даташитах нашли русский перевод, или самостоятельно перевели? Вопрос не к качеству перевода, а к тому что теперь нужно перевести правильно и в обратную сторону.

Не сочтите за рекламу, надежный, беспроигрышный вариант - FSL-0020. Предвижу вопрос о минусовых температурах, отвечаю - работает, правда мощность выхода будет не калибрована, хотя в любом случае, за счет саморазогрева, в течении 10 мин. температура внутри станет плюсовой (есть датчик температуры). Стоит по нынешним меркам сущие копейки, выпускается в огромных количествах.


Быструю перестройку на мелком шаге давно пора заменять широкой полосой приемника.

Синтезатор номер два делается на HMC834 и генераторе от Crystec c с довольно приличными параметрами. То есть предложный Вами вариант работать будет. Шум в полосе достигается за минус 100 дБ/Гц гарантированно. По предварительным прикидкам, при тактировании от 100 МГц опоры частота 2545 МГц будет относительно чистой, все спуры окажутся за полосой петли. У меня такой даже где-то готовый валяется на одной плате. Вопрос: какие требования к остальным параметрам (долговременная/кратковременная нестабильности, наличие внешней синхронизации, выходная мощность, диапазон рабочих температур)?

Синтезатор номер три , вероятнее всего нужно сделать двухпетлевыми, с банком коммутируемых выходных фильтров Тут те же вопросы, что и по номеру два (не все параметры указаны). Требвания по шумам и времени достаточно мягкие. Я вижу решение так: Делаем подпорку от 5,1 до 10,1 ГГц с шагом 100 МГц на ГУН от Hittite, делителе Centallax, в качестве ЧФД используем, например, HMC984. Второй ГУН 5-10 ГГц ФАПЧуем при помощи данной подпорки, используя смеситель в петле обратной связи перенося сигнал на ПЧ 100-200 МГЦ, ставим банк ФНЧ, заводим сигнал на ЧФД, промежуток 100-200 МГц заполняем любым подходящим DDS. Получаем синтезатор 5-10 ГГц с шагом, определяемым разрешением DDS. Частоты ниже подучаем делением на 2, 4, 8, 16 и т.д. (таких делителей в изобилии), до 18 ГГц дотягиваемся умножением на два. На выход синтезатора ставим банк коммутируемых фильтров, если необходимо.

Со свипом (номер один) можно подумать отдельно, но скорее всего, его можно сделать также, как номер три. Весь вопрос в скорости свипирования.

Синтезаторов в ТЗ не обнаружено, все три - генераторы.

Второй, фиксированный, проще всего сделать на 5-Вольтовом ROS-2536C-119+.
Первый и третий - пожалуй да, купить готовый. Однопетлевая ФАПЧ есно тут не подходит. Если обязательно делать самим, то проще всего отфильтровать ФАПЧой DDS и умножать. Но оба варианта допустимы при неслишком жёстких требованиях к спурам (-60...-70дБн).

спорить не буду вам виднее, но для меня ГУН охваченный петлей фапч синтезатор.



спасибо, одним глазком глянул, вроде пока проще не придумаешь ROS-2536C-119+





Я когда читаю советы " нужно сделать FPGA+DAC+DDS+SHMYAC+BRYAC все это через квадратурный модулятор на смеситель и т.д." и потом следует " но что бы все это развести и настроить, нужно усердно заниматься черной магией, плясать всю ночь с бубном в день весеннего равноденствия со вторника на среду, сделать куклу Вуду синтезатора и воткнуть в нее три щупа от мультиметра и вот тогда может быть вы получите -200дБн/Гц@1Гц " то глаза мои округляются, нет может опытному человеку это все понятно, но для меня это тарабарщина еще та. Я думаю если человек пишет что он хочет сделать синтезатор 0,7-18 по классике с одной петлей, так как еще дедушка Ленин завещал, то у старожил должно сложится впечатление об уровне знаний данного индивидуума и нужно как то помягче выдавать ему информацию, чтобы не травмировать зарождающегося синтезаторщка, а то он подумает, что данный акультный вид науки ему не под силу и не пойти ли ему вообще бухать с друзьями и обсуждать в каком новом клипе снялся Рома Жолудь.

Я тут не в обиду вам VCO выговариваю, ваше предложение в какой то мере я понял, нарисую блок схему и станет понятно, а как бы делаю посыл всем добрым людям которые захотят мне помочь, давайте разговаривать на одном языке

Зря я смайл не поставил, это была шутка!

Вариант FPGA+DAC здесь не нужен, возможно будет достаточно AD9914 затактировать от второго синтезатора 2545 МГц и таким образом получить перестраиваемый генератор 0.5-1 ГГц. Далее взять октавный ГУН 0.5-1 ГГц и отфильтровать с помощью ФАПЧ спуры в узкой полосе (они там судя по даташиту -95dBс). При прямом умножении до 20 ГГц теряем 26 дБ и почти вписываемся в -70 дБн.

Сразу предупрежу, что опыту и знаний у меня больше на полшага, поэтому не воспринимайте мои советы слишком серьёзно, больше думайте самостоятельно. На письмо отвечу нескоро, там всё слишком серьёзно запутано. Жаль, что Вы не читаете тему с участием Александра Ченакина, где в одном из постов он настоятельно советовал не использовать Frac-N для "чистого" синтеза.

ну вот, а я пол дня горевал...



да я согласен, но SHMYAC+BRYAC, я бы оставил для подавления субгормоник



попробую нарисовать позже кубики ... а в чем выигрыш? Помнится когда я года 2 назад в теме "скорость, шаг , шумы" хотел в качестве опоры DDS повесить, так все плевались, говорили что спур там не меньше чем в дробнике… что то изменилось?... почему то мне думается что я глупость сейчас написал.



Однако вы Дядя Степа ... да моя проблема в том, что нет опыта, я вот классику однопетлевой фапч нормально сделать не смог, питание, че куда можно, куда нельзя ставить. Резонатор этот за пол километра от мелкоконтроллера утащил ... да вы сами все видели ... а еще кроме классики ничего больше и не знаю, надо хорошо понимать как различные устройства работают DDS, синтезаторы PLL, квадратурники и т.д. и как все это можно скрестить что бы получить желаемый результат ...



Ченакин лучше бы написал, а что тогда использовать. Не понимаю почему до сих пор нет темы с различными архитектурами. Ну например нужен тебе синтезатора узкополосный с малой скоростью перестройки и большим шагом, вот тебе структурная схема классики. Нужен синтезатор широкополосный, вот тебе другая архитектура. Нужен с высокой скоростью перестройки малым шагом и низкими фш, вот тебе третий. А то каждый раз в первый класс. Я что один что ли эти синтезатора делаю или это страшная тайна нарисовать структуру.

А какие тут предложения. Сминтезатор №1 и №2 слишком маленький шаг перестройки, поэтому на классической схеме ФАПЧ не сделать. Поэтому только комбинировать с DDS или делать две петли ФАПЧ. Одна в качестве опоры. Ну вообще было бы не плохо почитать про комбинированные методы перестройки частоты и повыбирать. которая вам подойдет.

Сообщение отредактировал Prostograf - Feb 6 2014, 16:58

Сначала запатентуйте, а то идею скоммуниздят!

Изменилось. Появились в свободной продаже AD9914/AD9915. У последнего тактовая частота выросла в 2.5 раза, а у первого - в 3,5 раз по сравнению с самыми крутыми до этого ГигаГерцовыми AD9910/AD9912. Их даташиты преобрели статусы Rev.? вместо Preliminary, а характеристики были измерены. Они очень сильно улучшились по сравнению с предыдущими DDS.
Фильтрацию с помощью ФАПЧ можно реализовать прямым способом без всяких смесителей, например, на PFD HMC439QS16G Выходной сигнал с DDS 0.5-1 ГГц надо сравнивать с сигналом c ОС ФАПЧ, например, ГУНа DCYR50125-10. Топовые характеристики такого ГУНа позволят оптимизировать спектр ФАПЧ и максимально заузить петлю до частоты, обеспечивающей нужную скорость перестройки и фильтующей львиную долю всех спур. Останется только та часть, которая в даташитах измерена в режиме Narrowband.
Далее всё просто: умножаете на 2, фильтруете, умножаете на 2, фильтруете, умножаете на 2, фильтруете, умножаете на 2, фильтруете. Если не хотите умножать до 32 ГГц, подмешайте к 13455-15455 МГц 2545 МГц, отфильтруйте и достанете 18 ГГц.
Ну и вконце-концов коммутируете всю эту халабуду. Если взять ещё опору покруче, например, CRO2542A-LF, то приблизитесь к топовым характеристикам на дальних отстройках. На ближних - не судьба!

Вся ваша беда в том, что при освоении искусства синтеза СВЧ был нарушен принцип "от простого к сложному", Вы сразу взялись за "монстра", к которому я подбирался пошагово несколько лет. Вторая ошибка - игнорирование изучения прототипов до трассировки ПП. Третья ошибка - несмотря на то, что я предупреждал о том, что спуры в дробночисленнике всё-равно будут на "кратных" частотах и по управлению (вспоминайте!), Вы всё равно выбрали Frac-N. Я не знаю, как тау справился с HMC702 и каких характеристик добился, но я сразу упёрся в то, что моя HMC700 сама по себе вырабатывает спуры в дробном режиме. Проконсультировавшись у Александра Ченакина, я решил вбить осиновый кол в использование дробного режима в моих разработках, так как от меня требуют синтезаторы с уровнем спур -90-100 дБн. Может быть подвели кривые ручонки, но возвращаться к Frac-N боле не намерен, так как скорость перестройки от меня требуют от 1 до 100 мкс. Крч экстрим!

Ладно, хватит плакаться, утрём сопли, умоем рожи и вспомним, что отрицательный результат - тоже результат!

Если понравилась моя идея, описанная выше (а она позволит реализовать и более высокие скорости перестройки), то реализовывать её надо помодульно, в отдельных корпусах, а не на единой МПП в корпусе размером с шоколадку.
Помодульное разделение должно быть следующее:
1. Синтезатор частоты 2545 ГГц с делителем мощности на 2 или 3 (а для первого первого и третьего- 4 или 6).
2. Синтезатор частоты 0.5-1 ГГц на DDS AD9914 или AD9915(если на первый денег не хватило).
3. Синтезатор-фильтр ФАПЧ 0.5-1 ГГц на PFD. Выбор PFD за Вами.
Остальное - в зависимости от выбранных способов умножения, фильтрации и коммутации (а их много!).

А теперь вернёмся к моей шутке про генераторы, и вспомним, что в каждой шутке есть только доля шутки!
У вашей задачи наверняка есть и другие варианты решения, но тот, что я предложил на мой взгляд самый посильный для Вас, хотя и кажется ужасным.

А вообще, мы для таких задач заказываем синтезаторы у других фирм - слишком много возни с многоконтурниками. Но уровня спур -90-100дБн ни в одном из них я ещё ни разу не видел. Видел у Александра спектры, чистые до -80 дБн, что пмсм весьма достойный результат.

Я думаю, что если бы Вы сделали самый крутой по совокупности характеристик синтезатор на планете и стали бы вицепрезидентом своей фирмы, у Вас не было бы на это времени. Он итак очень много сделал для этого форума и для всех нас, в т.ч. и для меня. Кроме того, написал отличную книгу как раз для таких "оленей", как мы, и большое количество очень важных и интересных статей. Было бы большой наглостью требовать того, чтобы он с каждым из нас тетёшкался (типо "Всех излечит, исцелит добрый доктор Бармалей!").

Несколько смущает такой способ построения синтезатора, с ФД на гигагерцы. Может это тяжелое наследие ad9901 (именно ФД 9901 а не ддс 9910) который гнал спуры по всей плате. Есть ли пример рабочей обмерянной конструкции на HMC439 с обмером спуров на частотах кратных и производных от частоты ФД?

А что можете сказать о применении ADF41020 в целочисленном режиме в гибридном синтезаторе, с опорой управляемой от ДДС, для получения мелкого шага (диапазон синтезатора тоже жо 18 ГГц)? Понятно что будет деградация от спуров в опорном канале, зато РЧ всего две микросхемы. В качестве опоры ADF41020 передполагается вычесть из опоры ДДС частоту самого ДДС. Как думаете, что будет лучше применить - однополосный смеситель или просто узкополосный фильтр на выходе ДДС вблизи опорной частоты ДДС ( во второй зоне найквиста)?

Есть. У нас в одном месте необходима фиксированная частота 6912 МГц с приличными требованиями по ФШ. Кварц 216 МГц умножается на два при помощи диодного умножителя и фильтруется. 439-ый работает на частоте 432 МГц. Не гигагерцы, конечно, но... Могу поделиться результатами если хотите, как начнется рабочая неделя. Характеристики получились очень неплохие.

даже не знаю с чего начать, вот уже час пытаюсь хоть что то написать, пожалуй выложу просто схему как я понял


комментировать не буду так как знаю что не правильно



По словам
"Фильтрацию с помощью фапч" - само предложение понятно, а дальше, если выходного сигнала с DDS, то как если синтезатор до 1300МГц , а сравнивать с чем будем, а умножать в ДДС умножитель есть? Внешним умножителем, так это несколько каналов будем, а как в одну светить, а....
да блина я даже не могу сформулировать вопрос, ничего не понятно если честно. ну нарисуйте если вас не затруднит хотя бы укрупнено, кто за кем стоит чего куда идет и зачем.

Как вариант для ознакомления посмотрите статью Дмитрия Баринова "Широкополосный синтезатор частот с быстрой перестройкой и высокой чистотой спектра", журнал "Электронная техника, сер.1, СВЧ-техника, Вып.3(514), 2012", а также патент 2450418 "Широкополосный синтезатор частот" вышеуказанного автора.

Меня самого пока смущает, но человеку с небольшим опытом в синтезе дали задание сделать многооктавный синтезатор пусть с плохими шумами, но с довольно высокой скоростью перестройки, поэтому и появилась мысль о прямом умножении октавы до требуемой частоты. Делать сложные многопетлевые схемы ему пока рано.

У меня пока нет, только в этом году должны появиться время и возможность поработать в этом направлении.

В данном случае не вижу смысла, так как исключается основной элемент, убивающий бОльшую часть спуров, коими являются PFD в сочетании с DCYR50125-10. Чтобы перенести опорный сигнал на 18 ГГц с помощью ADF41020 максимально эффективно, придётся максимально расширять полосу, а дополнительным бонусом при этом будет ещё и серьёзное увеличение шумов за счёт самого переноса, так что деградируют не только спуры, но и шумы.

А зачем? Максимальная входная частота ADF41020 400 МГц, она спокойно может быть получена с помощью AD9910/12, не говоря уже о AD9914/15. И двумя микросхемами с учетом вышеуказанного и необходимости деления и фильтрации тоже не отделаться.

Правильно - неправильно! Зачем подавать на второй вход HMC439 2545 МГц. Туда надо подавать сигнал 0.5-1 ГГц с выхода октавного ГУНа DCYR50125-10, которым PFD управляет. Да, и опору в синтезаторе 2545 МГц можно оставить 10 МГцовую.

А Вы ещё раз внимательно и вдумчиво перечитайте мой предыдущий ответ - я там почти всё разжевал, кроме тракта умножения фильтрации и коммутации. Я с этой недели чертовски загружен, придётся несколько заказов разруливать...

...И потом, я пока не претендую на то, что моя идея - это точно беспроблемное решение Вашей задачи. У этой задачки не такой уж высокий уровень сложности, наверняка есть десяток-другой вариантов решений, как вышеназванный AD9910+ADF41020 с последующим делением и фильтрацией, что много проще умножения. Вы пока других послушайте...