Не поделитесь информацией, в каком направлении работаете и какие параметры хотите получить? Возможно просто пропустил тему.

Не, тему не заводил (хотя наверное стоит завести, т.к. некоторые вопросы есть). Начало было давно в теме "Опора на 360МГц". Потом к сожалению пришлось проект отставить, и пролежал он почти пять лет. Сейчас взялся за него опять, но теперь многое будет по другому. Ну и планка по шумам немного опустилась опять, правда на этот раз вполне обоснованно .

Параметры достаточно скромные. Это синтезатор КВ трансивера. Выходной сигнал в диапазоне примерно 6.5..35МГц (не сплошное перекрытие). По шумам хочется лучше -145..150дБн/Гц при отстройке 1кГц и лучше -150..155дБн/Гц при отстройке 5кГц и далее. Время перестройки менее 5мс. Палки на выходе должны быть ниже -100дБ. Выходной сигнал в уровнях 3.3..5В КМОП, меандр.

Главный вопрос традиционный - как сделать это из того, что есть Планируется простая оффсетная схема с подставкой в виде умноженного КГ, и DDS в качестве "опоры" для фазового детектора. Сам синтезатор будет выдавать 197..212МГц, и потом будет деление до нужных 6.5..35МГц.

Пока после экспериментов у меня есть опора на 60МГц с вот такими шумами:


Оранжевым нарисован собственный шум измерителя.

С простенькой Т-образной цепью на выходе можно получить третью гармонику с уровнем +4дБм Остается только дофильтровать ее.

Еще сделал и обмерял выходной делитель работающий до 270МГц, который умеет делать меандр при любом Кд от 6 до 34, включая нечетные Кд. Вот шумы делителя (это КГ о котором шла речь выше поделенный на 6 в сравнении с другим КГ на 10МГц. Реально сколько там померять по всему так и не вышло, но по-любому пол лучше -157..160дБн/Гц):



Кстати EPM3032A оказалась довольно тихой сама по себе - помните Вы как-то с CoolRunner помнится подобный замер делали и там было пострашнее, но с реклокингом всеравно лучше.

Из критичных узлов осталось сделать фильтр умножителя (на 180МГц) и ГУН (197..212МГц), остальное все более менее стандартно. Потом проверить все вместе, и можно будет переселить все на плату

P.S. Это все в рамках хобби. А так я программист.

Сообщение отредактировал l1l1l1 - Mar 26 2016, 19:41

В качестве опорной частоты для делителя был использован ГК на 60МГц описанный выше? Тогда не понятно почему шумы остались такими же, в первую очередь во фликкер зоне. Попутно вопрос: относительно чего на картинках берется уровень?


Уточните, что за схема с "реклокингом"? С кулраннером было дело и активно используется, нравится он мне по быстродействию, не хватает oserdes на 1-1.5 ГГц в маленьких габаритах. С шумами надо еще разобраться, по технологическим нормам EPM3032A раза в 2 крупнее XC2C и действительно должен меньше шуметь, но не настолько, чтобы сравниться с дискретной логикой. Рубиола проводил ряд тестов с CPLD и FPGA в разных комбинациях и схемах суммирования с Альтерой, результат оказался достаточно скромным (думаю все помнят эту статью).


Какой DDS планируете использовать? Постарайтесь избежать работы на частотах, близких к кратным (Fdds/N). И еще, с позволения, маленькая рекомендация - поставьте сразу по выходу DDS фильтр без отражений, пусть даже не высокого порядка, чтобы поглотить глитчи на переключениях - беда всех ЦАП. Очень порадовала MiniCircuits недавним выпуском Reflectionless Filters.


Как бальзам на душу, когда виден нестандартный подход. Лет 20 назад увлекался силовой электроникой, но в СВЧ схемотехника поинтереснее )

Да.


Все дело с чем сигнал сравнивался, а сравнивался он с кварцевым генератором на 10МГц шумы которого в ближней зоне и наблюдаются. Сегодня померял генератор на 10МГц:

В реальности это не измерение, а оценка шумов генератора, основанная на предположении про идентичность двух генераторов. Генератор может быть лучше, но в самом нереальном случае не более, чем на 3дБ хуже.

Видно, что ниже 1кГц при обмере делителя я наблюдаю шумы опорника на 10МГц. Так что более-менее уверенно можно сказать, что шум делителя при отстройке более 1кГц получился около -158..-160дБн/Гц. Без реклокинга на 2..4дБ выше в зависимости от частоты. Ну и что делается ниже 1кГц уже не понятно (понятно только, что делитель шумит не более того, что на спектре), впрочем меня такие малые отстройки не особенно интересуют.

Чтобы было понятно что промерялось и как небольшое пояснение - все измерения выполнялись с помощью ФАПЧ с анализом шумов звуковой картой с малошумящим предусилителем. При измерении делителя использовались два генератора - 60МГц и 10МГц (шумы обоих теперь есть), при проверке генераторов использовались два одинаковых генератора.


Такая же, как и у Вас была, если у меня выкинуть ту часть, которая корректирует формы выходного сигнала. Если все упростить, то в EPM3032A собран делитель на счетчике Джонсона, выходной сигнал этого делителя пересинхронизируется триггером 74LVC74, тактируемым "чистым" входным сигналом. Если Кд нечетный, то пересинхронизация производится по фронту и спаду входного сигнала, и на выходе получается меандр.


Ну она и не сравнялась - на спектре видно, что шумы EPM3032 выше шумов 74LVC логики. Естественно опорный генератор на 10МГц несколько портит "картину". Посмотрел маркировку кода производства - 0.3микрона процесс.


Я помню его статью с делителем на EPM3064A (эта http://rubiola.org/pdf-articles/conference...cy-dividers.pdf ?). Посмотрел на спектры в конце статьи (Fig. 6). Он получил шумовой пол -156дБн/Гц (в обычном делителе). У меня вышло где-то -158дБн/Гц. На 100Гц я по всему вижу шум 10МГц ОГ (поэтому сравнить с Рубиолой не выйдет). Единственное существенное расхождение в районе 1кГц. В общем, как по мне, неплохое совпадение, особенно учитывая чуть разные микросхемы (у него EPM3064A с быстродействием 10нс у меня EPM3032A с быстродействием 4нс), разные входные частоты и весьма примитивную измерительную установку у меня. Кстати еще один момент, питание у меня было от стабилизатора с очень низким шумом - может в этом разгадка отличия в районе 1кГц.


AD9951, но работать он будет наверное на 180МГц тактовой - попробую что выйдет в таком варианте, чтобы не усложнять схему (диапазон выходных частот DDS 17.8..32.6МГц). Исходя из датащита должно получиться и с 180МГц тактовой.


Спасибо за советы! Про кратные частоты я в курсе, но полностью избежать близких к кратным частот без переключения тактовой частоты не получится. Номер гармоники получается достаточно большой (6..10), но не факт, что это поможет. Про такие фильтры почитаю. Пока хочу порешать все вопросы в суммирующей петле ФАПЧ, а как она будет готова и заработает, можно будет и с DDSом поэкспериментировать.

Сообщение отредактировал l1l1l1 - Mar 26 2016, 19:38

Да, часто приходится слышать о звуковой карте. Вопрос ко всем: насколько интересен аналог Symmetricom 5125A в исполнении USB-приставки? Именно в варианте All-Digital, с кросс-корреляцией и отдельным входом для опорного генератора с произвольной частотой. Фактически ФАПЧ получается в цифре, поэтому и частоты двух сравниваемых генераторов могут быть разные. По начинке и математике получается довольно просто.

CPLD меньше шумят, чем FPGA. Дизайн пректа FPGA обычно напихан разными блоками, кроме синтезатора. На спектре заметен пролаз частот, характерный для других блоков. Т,е можно получить кучу неконтролируемых спуров. Так что правильно делать на ПЛИС низкой степени интеграции по принципу- один блок- одна микросхема.
А вот чувствительность к наводкам по питанию спектра шумов делителя на ПЛИС надо исследовать отдельно. Хорошей практикой будет отдельный LDO для питания CPLD.
Вопрос- как каких CPLD можно реализовать полностью дифференнциальную архитектуру? А то постоянно есть проблема с симметричностью меандра (задержки 0-1 не равны задержкам 1-0) и из за этого лезут гармоники или нужен внешний симметризатор или реклокер.

Как по мне это правильное решение. По крайней мере я у себя при попытке запихнуть внутрь CPLD формирователь меандра (в плане эксперимента) получил заметную асимметрию у меандра, а вот с внешним реклокингом все очень прилично.


Проверил. Вывод - делитель требует очень чистого питания и полученные результаты во многом заслуга малошумящего стабилизатора. Вот такая картина:


Без реклокинга не смотрел (лень разъем перепаивать) - по-моему и так все ясно...

А вот шумы источников питания, которые принимали участие в эксперименте :


Мерял с довольно длинными проводами, потому на малых уровнях нахватал много наводок, но и так думаю видно неплохо. Да, шкала по вертикали калиброванная, в дБВ/корень(Гц).

Сообщение отредактировал l1l1l1 - Mar 26 2016, 19:28

Это что за стабилизатор такой с шумами 20 нВ на 10 Гц? Микросхема или рассыпной?

Это тот же LD1117+фильтр на Дарлингтоне+схема термокомпенсации.

Не хотите попробовать сравнить сигнал с самим собой, сдвинутым на 90 гр. (однозвенный ФНЧ)?

Можно попробовать, но калибровка будет менее точной, и неудобной.

Добавить сигнал от внешнего генератора со смещением по частоте? Разница амплитуд контролируется либо по спектроанализатору (не всегда точно), либо по калиброванному механическому аттенюатору. Интересно, как с ФАПЧ калибруете?

Да, придется так, но тогда нужно точно устанавливать связь между уровнем внешнего генератора и сигнала подаваемого на смеситель. Это обязательно добавит погрешностей.


Вначале переключаю LNA (AD797 перед звуковухой) на усиление 20дБ, отключаю ФАПЧ, расстраиваю генераторы чтобы можно было наблюдать биения. Внешними аттенюаторами устанавливаю уровни сигналов на входе смесителя так, чтобы амплитуда биений была немного меньше ПШ звуковухи.

Далее все делается программно - ставлю Flattop окно с небольшим кол-вом точек:
1. Проверяю, чтобы гармоники были минимум на 30дБ ниже от основного тона.
2. "Сдвигаю" вертикальную шкалу анализатора, чтобы уровень основного тона биений был -27дБ в случае измерения разных генераторов/источников сигнала, когда один из сигналов принимается за эталонный (если исследуемый сигнал более, чем на 10дБ шумнее эталонного, то последующая коррекция будет не нужна, если нет, то мы намеряем бОльшие шумы, но можно произвести коррекцию после измерений при необходимости). Если генераторы одинаковые, то в предположении одинаковых шумов, устанавливаем уровень биений -30дБ.

Все, переключаю LNA на 40дБ усиления, замыкаю петлю ФАПЧ, переключаю окно на Блэкмана/размер БПФ на 131072/нужное усреднение и меряю шумы.

Откуда такие цифры:
1дБ коррекция полосы пропускания БПФ (окно Блэкмана 131072точек и 96кГц частота) в пересчете к 1Гц.
20дБ это разница в Ку малошумящего усилителя при калибровке и измерении (при калибровке усиление устанавливаю на 20дБ ниже).
6дБ стандартная коррекция для этого метода измерений (выводится из факта, что Kphi будет равен амплитуде сигнала биений, если его форма синусоида)
ну и еще 3дБ, если обмеряем одинаковые генераторы

Выглядит так (это пример с замером двух генераторов на 60МГц, в принципе можно было еще немного добавить уровень на смесителе и этим чуть понизить шумовой пол, т.к. по уровню гармоник имелся запас, но у меня закончились аттенюаторы, чтобы накрутить нужное затухание ):


Сообщение отредактировал l1l1l1 - Mar 27 2016, 20:50

Параллельно на таймнатсе идет обсуждение вопросов вокруг двахканального спектроанализатора/измерителя шумов : детекторы, смесители, усилители, согласование, изолирующие усилители ...

Вот шумы старичка Р2М-18, померенные макетом шумомера. Осталось довести математику немного, чтобы чутье поднять. А то пока умноженные кварцы не видит без огромного числа корреляций.


Сообщение отредактировал l1l1l1 - Mar 28 2016, 12:23