|
|
  |
Синтезатор 60-1000 МГц, с быстрой перестройкой по всему диапазону |
|
|
|
Apr 13 2016, 19:01
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 112
Регистрация: 23-11-11
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 68 470

|
Цитата(sashko_g @ Apr 13 2016, 16:49)  Тяжело согласиться. Когда PLL работает в режиме Integer, Fout = Fpfd*N. Шаг перестройки равен чатоте сравнения в фазовом детекторе (Fpfd). Если Fpfd равна 1кГц, как вы предлагаете... Я этого не предлагал, читайте внимательнее мое сообщение. Fpfd у меня порядка 10 МГц (чуть больше). Цитата(sashko_g @ Apr 13 2016, 18:15)  Так вот для чего там нужен DDS! Вижу что Вы разобрались  Цитата(VCO @ Apr 13 2016, 16:58)  Шага 10 МГц маловато. Частоту на выходе ДДС стоит выбирать исходя из следующих компромисов: -на какую частоту и с какой полосой удобно брать кварцевый фильтр -уровень подавления целочисленного спура PLL -желаемой полосы пропускания петли и, соответственно, скорости перестройки Главное грамотно взять выходную частоту ДДС чтобы спуров в полосе фильтра не было (минимальны были).
Сообщение отредактировал microwave_spb - Apr 13 2016, 19:29
|
|
|
|
|
Apr 14 2016, 05:21
|

Voltage Control Output
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 598
Регистрация: 21-07-09
Из: Kursk
Пользователь №: 51 436

|
Цитата(microwave_spb @ Apr 13 2016, 22:01)  Частоту на выходе ДДС стоит выбирать исходя из следующих компромисов: -на какую частоту и с какой полосой удобно брать кварцевый фильтр Это может быть также ПАВ-фильтр или переключаемые фильтры как ПАВ, так и кварцевые. Частотой придётся манипулировать для ухода от спур, одного фильтра может не хватить. Цитата -уровень подавления целочисленного спура PLL Но если взять тот же AD9913, мы получим в 2 раза меньшее потребление при в 2,5 раза большей тактовой частоте. А следовательно на этой частоте получим меньшие спуры или можем повысить частоту сравнения для снижения спур PLL. Цитата -желаемой полосы пропускания петли и, соответственно, скорости перестройки При частоте сравнения 10 МГц и полосе 1 МГц трудно получить время перестройки 10 мкс и спуры ниже -60 дБ. Цитата Главное грамотно взять выходную частоту ДДС чтобы спуров в полосе фильтра не было (минимальны были). Тут полностью согласен, но это достигается не только фильтрацией, но и манипуляцией настроек как DDS, так и PLL.
--------------------
Слово - не воробей, вылетит - не пощадит
|
|
|
|
|
Apr 14 2016, 06:21
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 112
Регистрация: 23-11-11
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 68 470

|
Цитата(VCO @ Apr 14 2016, 08:21)  Это может быть также ПАВ-фильтр или переключаемые фильтры как ПАВ, так и кварцевые. Частотой придётся манипулировать для ухода от спур, одного фильтра может не хватить. Не придется. При огромных коэффициентах умножения в петле (в моем варианте это примерно 300-600) полоса перестройки ДДС будет десятки килогерц. Можно подобрать диапазон в котором уровень спур в полосе пропускания последующего фильтра будет крайне мал (такой что при умножении в петле он будет менее 60дБн) или их не будет вообще. И достаточно обойтись одним фильтром. (Проверено на практике) Цитата(VCO @ Apr 14 2016, 08:21)  При частоте сравнения 10 МГц и полосе 1 МГц трудно получить время перестройки 10 мкс и спуры ниже -60 дБ. Ну это легко просчитать в любом калькуляторе PLL от любого производителя. Не стоит забывать что в моем варианте формируется 3000-6000. А дальше эта частота делится, и соответственно для точности установки 1000МГц+-10Гц достаточно переключиться на 4ГГц с точностью 40Гц.
|
|
|
|
|
Apr 14 2016, 10:11
|

Voltage Control Output
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 598
Регистрация: 21-07-09
Из: Kursk
Пользователь №: 51 436

|
Цитата(microwave_spb @ Apr 14 2016, 09:21)  Не придется. При огромных коэффициентах умножения в петле (в моем варианте это примерно 300-600) полоса перестройки ДДС будет десятки килогерц. Можно подобрать диапазон в котором уровень спур в полосе пропускания последующего фильтра будет крайне мал (такой что при умножении в петле он будет менее 60дБн) или их не будет вообще. И достаточно обойтись одним фильтром. (Проверено на практике) Хорошо, проверено, так проверено. У топикстартера частота много ниже, чем тактовая DDS 100 или 250 МГц. Формировать её можно как умножением, так и ФАПЧ, а это ещё один неучтённый + потребления тока. А ещё делители частоты, коммутаторы фильтров. Что-то опять появились сомнения в том, что можно влезть в 1 Вт. Мне кажется, что ТС надо пересмотреть частоту опоры. И нужно ли октаву зашвыривать так далеко? Может рациональнее 500-1000 МГц и делитель на маложрущей логике?
--------------------
Слово - не воробей, вылетит - не пощадит
|
|
|
|
|
Apr 14 2016, 10:29
|
Знающий
   
Группа: Участник
Сообщений: 758
Регистрация: 27-08-08
Пользователь №: 39 839

|
Цитата(VCO @ Apr 14 2016, 13:11)  И нужно ли октаву зашвыривать так далеко? Если зашвыривать ближе, то шаг перестройки PLL будет слишком крупный в смысле 50кГц изменения опоры не перекроют один шаг PLL, тогда придется переходить на более низкую частоту сравнения, или расширять диапазон перестройки опоры (DDS). Цитата Может рациональнее 500-1000 МГц и делитель на маложрущей логике? Если принять частоту сравнения около 11МГц, то один шаг будет тоже 11МГц и опору придется перестраивать (при ГУНе 500..1000МГц) уже на 244кГц.
|
|
|
|
|
Apr 14 2016, 10:57
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 112
Регистрация: 23-11-11
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 68 470

|
Цитата(VCO @ Apr 14 2016, 13:11)  А ещё делители частоты, коммутаторы фильтров. Что-то опять появились сомнения в том, что можно влезть в 1 Вт. В предложенной мной PLL уже есть делители который позволят сформировать частоты до 3000/64=46,875МГц..... ключики ничего не потребляют практически..... Цитата(Шаманъ @ Apr 14 2016, 13:29)  Если принять частоту сравнения около 11МГц, то один шаг будет тоже 11МГц и опору придется перестраивать (при ГУНе 500..1000МГц) уже на 244кГц. Именно так  Добавлю только что в найти у ДДС диапазон в 244кГц свободный от спуров будет уже сложнее, чем если ГУН будет 3000-6000
Сообщение отредактировал microwave_spb - Apr 14 2016, 11:01
|
|
|
|
|
Apr 14 2016, 11:53
|

Voltage Control Output
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 598
Регистрация: 21-07-09
Из: Kursk
Пользователь №: 51 436

|
Цитата(microwave_spb @ Apr 14 2016, 13:57)  В предложенной мной PLL уже есть делители который позволят сформировать частоты до 3000/64=46,875МГц..... Спасибо, поленился посмотреть. Цитата ключики ничего не потребляют практически..... Такида. Т.е. задача не только теоретически, но и практически решаема, причём без всяких полупроводниковых революций. Занятно, но от гибридного синтезатора я отказался лет 8 назад из-за его тогдашней бесперспективности. Окак
--------------------
Слово - не воробей, вылетит - не пощадит
|
|
|
|
|
Apr 15 2016, 10:23
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 19
Регистрация: 24-01-08
Пользователь №: 34 389

|
Пытаюсь посчитать требования к фазовым шумам перестраиваемой опоры для PLL в схеме предложенной microwave_spb. Допускаем, что спуры DDS мы отфильтровали и на выходе только синус опоры с фазовыми шумами TCXO и фазовыми шумами DDS. Фазовыми шумами TXCO пренебрегаем (если частота TXCO была около 10МГц, а синтезируемая опора 10,7МГц, то шумы практически не выросли), остается фазовый шум самого DDS.
Рассуждаем следующим образом. Допустимый фазовый шум на частоте 1000МГц 6 градусов. На опоре 10,7МГц это эквивалентно 0,0642 градуса. Если пересчитать градусы в dBc, получаем -62dBc. Если полка фазовых шумов DDS ровная, и полоса интегрирования фазовых шумов 0,8МГц, получается, что высота полки должна быть не более -121 dBc/Hz. Если посмотреть фазовые шумы AD9102 (Figure 16), то на графиках для 10 и 12МГц практически все точки графиком значительно ниже -121dBc. Говорит ли это о том что требования к фазовому шуму выполняются или я что-то не учитываю?
Сообщение отредактировал sashko_g - Apr 15 2016, 10:24
|
|
|
|
|
Apr 15 2016, 11:07
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 112
Регистрация: 23-11-11
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 68 470

|
Цитата(sashko_g @ Apr 15 2016, 13:23)  Пытаюсь посчитать требования к фазовым шумам перестраиваемой опоры для PLL в схеме предложенной microwave_spb. Допускаем, что спуры DDS мы отфильтровали и на выходе только синус опоры с фазовыми шумами TCXO и фазовыми шумами DDS. Фазовыми шумами TXCO пренебрегаем (если частота TXCO была около 10МГц, а синтезируемая опора 10,7МГц, то шумы практически не выросли), остается фазовый шум самого DDS.
Рассуждаем следующим образом. Допустимый фазовый шум на частоте 1000МГц 6 градусов. На опоре 10,7МГц это эквивалентно 0,0642 градуса. Если пересчитать градусы в dBc, получаем -62dBc. Если полка фазовых шумов DDS ровная, и полоса интегрирования фазовых шумов 0,8МГц, получается, что высота полки должна быть не более -121 dBc/Hz. Если посмотреть фазовые шумы AD9102 (Figure 16), то на графиках для 10 и 12МГц практически все точки графиком значительно ниже -121dBc. Говорит ли это о том что требования к фазовому шуму выполняются или я что-то не учитываю? Учитывая огромный коэффициент умножения ваши фазовые шумы будут определяться шумами PLL и для STW81200 с опорой в районе 10МГЦ будут примерно -100, -110, -115 для 100, 1к , 10к соответственно, полка -115 Вносимые шумы ДДСки достаточно малы (AD9102). Остается выбрать опору, чтобы отнормированные к 1000МГц ее шумы были на 10дБ ниже вносимых PPL.
Сообщение отредактировал microwave_spb - Apr 15 2016, 11:08
|
|
|
|
|
Apr 15 2016, 13:41
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 19
Регистрация: 24-01-08
Пользователь №: 34 389

|
Цитата(microwave_spb @ Apr 15 2016, 14:07)  Учитывая огромный коэффициент умножения ваши фазовые шумы будут определяться шумами PLL и для STW81200 с опорой в районе 10МГЦ будут примерно -100, -110, -115 для 100, 1к , 10к соответственно, полка -115 Вносимые шумы ДДСки достаточно малы (AD9102). Остается выбрать опору, чтобы отнормированные к 1000МГц ее шумы были на 10дБ ниже вносимых PPL. Почитал теорию, получается в моем случае, когда полоса петлевого фильтра (1МГц) больше половины полосы сигнала (0,8МГц),то вклад в фазовый шум от PLL определяется интегралом шумовой полки PLL до 0,8МГц. Шумовую полку PLL расчитываем по формуле: Floor = FOM + 20log(N) + 10log(Fpfd), где FOM - нормализованный шум PLL (-227 для STW81200), N = Fout/Fpfd = 1000/10,7 = 93,46; Полка получается -117,3. Интегрируем до 0,8 МГц, получаем 28,435пс, что на 1000МГц эквивалентно 10 градусам. И это не учитывая прочих составляющих фазового шума(опора, DDS, VCO). А нужно не более 6ти градусов.  Снизить шумовую полку на 3дБ можна увеличив опору PLL в два раза, но и этого недостаточно. Кроме того, повышая опору PLL нужно расширять полосу кварцевого фильтра опоры, а кварцевые фильтры не бывают шире чем 30кГц по -3дБ.
Сообщение отредактировал sashko_g - Apr 15 2016, 14:16
|
|
|
|
|
Apr 15 2016, 14:22
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 112
Регистрация: 23-11-11
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 68 470

|
Цитата(sashko_g @ Apr 15 2016, 16:41)  Почитал теорию, получается в моем случае, когда полоса петлевого фильтра (1МГц) больше половины полосы сигнала (0,8МГц),то вклад в фазовый шум от PLL определяется интегралом шумовой полки PLL до 0,8МГц. Шумовую полку PLL расчитываем по формуле: Floor = FOM + 20log(N) + 10log(Fpfd), где FOM - нормализованный шум PLL (-227 для STW81200), N = Fout/Fpfd = 1000/10,7 = 93,46; Полка получается -117,3. Интегрируем до 0,8 МГц, получаем 28,435пс, что на 1000МГц эквивалентно 10 градусам. И это не учитывая прочих составляющих фазового шума(опора, DDS, VCO). А нужно не более 6ти градусов.  Снизить шумовую полку на 3дБ можна увеличив опору PLL в два раза, но и этого недостаточно. Кроме того, повышая опору PLL нужно расширять полосу кварцевого фильтра опоры, а кварцевые фильтры не бывают шире чем 30кГц по -3дБ. По моим расчетам получается джиттер 1000МГц в полосе 1кГц-20МГц менее 1пс. Вероятно, кто-то из нас ошибается
Сообщение отредактировал microwave_spb - Apr 15 2016, 15:14
|
|
|
|
|
Apr 15 2016, 15:31
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 19
Регистрация: 24-01-08
Пользователь №: 34 389

|
Цитата(microwave_spb @ Apr 15 2016, 17:22)  По моим расчетам получается джиттер 1000МГц в полосе 1кГц-20МГц менее 1пс. Вероятно, кто-то из нас ошибается  Да, у меня в расчетах ошибка. Неправильно ввел данные в онлайн-калькулятор и ошибся на два порядка - все надо считать самому  . Джиттер в полосе 0,8МГц не 28, а 0,28пс. А это всего 0,1 градуса фазового шума. Подозрительно мало... Нужно теперь добавить еще шумы DDS, опоры и VCO, может станет побольше. Меня беспокоит, что на руках есть результаты измерения похожего синтезатора, но с меньшей частотой сравнения (порядка 100кГц) и там фазовый шум на 1000МГц был больше градуса. Может быть это из-за высокого коеф. деления выходной частоты? Буду разбираться.
Сообщение отредактировал sashko_g - Apr 15 2016, 16:08
|
|
|
|
|
Apr 15 2016, 19:15
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 112
Регистрация: 23-11-11
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 68 470

|
Цитата(sashko_g @ Apr 15 2016, 18:31)  Да, у меня в расчетах ошибка. Неправильно ввел данные в онлайн-калькулятор и ошибся на два порядка - все надо считать самому  . Джиттер в полосе 0,8МГц не 28, а 0,28пс. А это всего 0,1 градуса фазового шума. Подозрительно мало... Нужно теперь добавить еще шумы DDS, опоры и VCO, может станет побольше. Меня беспокоит, что на руках есть результаты измерения похожего синтезатора, но с меньшей частотой сравнения (порядка 100кГц) и там фазовый шум на 1000МГц был больше градуса. Может быть это из-за высокого коеф. деления выходной частоты? Буду разбираться. Ну все верно! По приведенной Вами выше формуле: уменьшили частоту сравнения ФД в 100 раз, получили подросшую полку в 10 раз (10дБ) и соответственно ошибка 0.1 градуса возрастет до 1 градуса. (а возможно у измеренного FOM повыше чем у STW81200).
|
|
|
|
|
Apr 16 2016, 09:16
|

Voltage Control Output
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 598
Регистрация: 21-07-09
Из: Kursk
Пользователь №: 51 436

|
Цитата(sashko_g @ Apr 15 2016, 13:23)  Если посмотреть фазовые шумы AD9102 (Figure 16), то на графиках для 10 и 12МГц практически все точки графиком значительно ниже -121dBc. Говорит ли это о том что требования к фазовому шуму выполняются или я что-то не учитываю? И всё-таки: AD9102 - это ЦАП а не DDS, хотя и необычный ЦАП. Не посчитав и не проверив потребление MCU, который его будет грузить, рано делать выводы. Причём не только по потреблению, но и по времени. Скорость последовательного порта до 80 МГц, длина посылки - 24 бита, разрешение должно быть максимальным, тактовая - необязательно. О слипмоде речи быть не может, вроде мощность должна быть небольшая, но посчитать и проверить нужно обязательно.
--------------------
Слово - не воробей, вылетит - не пощадит
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|