Ответ см. тут же, ниже.

Да, похоже на отчаяние. Но, что самое интересное, возможности у Виталия есть, и финансовые и конструкторские. По тому макету, что приводил Виталий, большой бюджет не нужен, дорогостоящей и дефицитной комплектации нет, по моим оценкам до 500$ уложиться можно. Сказать, что это огромная сумма для человека пенсионного возраста нельзя, при условии, что Виталий днем и ночью думает о воплощении идеи в жизнь. По конструкторскому вопросу виден серьезный пробел, восполнить который формально можно без финансовых затрат, имея в распоряжении достаточно свободного времени. А иначе, я считаю, смысла продвигать PDS никакого нет, потому что понять где и какие шумы образуются невозможно. В любой разработке должен быть человек, понимающий теорию и физику протекающих процессов целиком, всего изделия. Так, чтобы один человек четко знал как "пришить пуговицы", другой - как "пришить карманы", и в итоге костюм сидел идеально - не получится. В этом и есть обреченность идеи. Взять к примеру Вас, Александр. Пришла бы идея QuickSyn'а без того, чтобы "пощупать" усилители, смесители, ФАПЧ, делители, умножители ... ? Пусть даже и сейчас Вы не держите паяльник в руках. Таким образом и родилась, заслуживающая уважения, проработанная по всем параметрам структура.
Виталий, ответьте пожалуйста, ради чего Вы изобрели PDS? Работодатель поставил перед Вами такую задачу (желательно озвучить цифры) или Вы сами придумали условия?


Загадочно поставлен вопрос. Формально, разрядность ЦАП в сочетании с линейностью определяют широкополосную спектральную плотность шумов. Без ЦАП представить прямой синтез сложно. Для узкой полосы вопрос решаем - несколько резисторов + сигма-дельта полосовая модуляция позволяют разменять полосу на бОльшую разрядность (меньшую спектральную плотность шумов).

Тем не менее, в популярных тематиках люди зарабатывают написанием технической литературы. Не знаю сколько, думаю, что не так много.
Другое дело, что это скорее всего не синтезаторная тематика.

Ну нет же, была там ещё одна мотивация - реклама QuickSyn. Она была не столь мощная, как в журналах или интернете, но она была.

Что порочного в узкополосных ФАПЧ, которые позволяют захватывать малошумящие ГУНы типа SAW, CRO или DRO для того же DDS?

Александр, а можете развернуть Ваше виденье новых физических принципов? Особенно в сфере использвания оптики для получения СВЧ и ММ.
Вот например концепция смешения двух перестраиваемых лазеров для получения разностной частоты в диапазоне десятков- сотен ГГц. Такой себе широкополосный мультиоктавный VCO на миллиметровые волны. Конечно все это с петлями ФАПЧ, системами поиска начальной разности частот, привязке к опорной частоте итд. Т не макет на пол отического стола, а небольшой модуль типа того же квика.
Имеет смысл заниматься такой задачей?

Во первых, конечно, спасибо за понимание и сочувствие. Ну допустим я бы нашёл эти $500 (хотя на мою пенсию не жить, а только выживать можно), ну и что на них можно сделать? Ведь там главная проблема как построить на дискретных элементах такой особенный ЦАП, тактируемый одновременно двумя частотами – опорной и сигнальной. В ADI на модели чипа это очень просто получилось. Кому и зачем я должен что-то ещё доказывать? Да и стар я уже для таких занятий. Если не в курсе, то мне уже 80! и соответствующие проблемы со здоровьем. Ради чего я придумал PDS? Да просто идея, как обычно, возникла во сне. Потому, видимо, что постоянно думал как решить проблему спектральной чистоты и быстродействия. Потом списался с ADI, и они с энтузиазмом принялись за воплощение идеи. Да, возможно, со временем DDS выйдет в абсолютные лидеры, но не думаю, что это произойдёт так уж скоро. А пока PDS мог бы многим быть полезным.

Какой смысл Вы вкладываете в термин "аналоговый" синтез? Возможно, мы говорим об одних и тех же вещах, просто используем одни и те же термины с разным смыслом.

На всякий случай изложу свою точку зрения на синтезаторное развитие чуть подробнее. Лично для меня очевидна следующая тенденция в развитии околосинтезаторной компонентной базы: в последние годы наблюдается активный рост тактовых частот микросхем ЦАП и, соответственно, полос ЦВС (цифрового вычислительного синтеза), с которыми можно работать. Это явление чисто концептуально позволяет расширять диапазон "малого шага", сократить общее количество частотных преобразований и, стало быть, сократить общее количество активных элементов (источников шума). Пофантазирую. В пределе можно представить себе некий 16 разрядный ЦАП, работающий от клока, допустим, 80 ГГц и сразу формирующий полосу DC-10 ГГц. А клоком может быть опорный сигнал 10ГГц на новых физических принципах, умноженный на 8 . Выходной сигнал ЦАПа усиливает один InGaP HBT усилитель с с минимальной фликкерной границей, - таким образом, остается только один активный элемент и одно преобразование.

-170дБн/Гц это пока тот уровень, на котором не зацементировалась основная компонентная база. То есть пока говорить о том, что DDSу придется что-то догонять, не вполне логично. Поясню на примере. Предположим, я взял "идеальный по шумам" DDS (1000-1500), опору на новых физических принципах 10 ГГц с уровнем -170дБн/Гц, на смесителе получил две боковые полосы в полгига, отфильтровал их и обнаружил, что уровень сигнала не рабочий. Если он составит -10дБм, то наши -170дБн уже превратились в -160 просто за счет зачерпывания тепловых шумов. А -10дБм по выходу смесителя это, между прочим, с учетом фильтрации соответствует довольно большому уровню в 0дБм по входу смесителя. Вваливать смесителю больше? Сколько? +10дБм? Тогда нужно иметь гетеродин в +20дБм и чем его усилить, чтобы сохранить -170дБн/Гц при смешении? И не зафликкерит ли сам смеситель на уровнях -170 при такой накачке и таком RF. Это вопрос. Далее. Пробуем усилить полезные продукты апконверсии на СВЧ. И что мы видим? Что на типовом коммерчески доступном усилителе наши шумы превратятся в -150дБн/Гц. То есть для того чтобы говорить о планке в -170дБн/Гц, эту планку нужно сначала уверенно освоить усилительным микросхемам (да и делительным тоже). А когда они ее освоят, то очень высока вероятность, что и NSD у микросхем ЦАПов продавится соответствующим образом. На приведенном примере, кроме того, видно, что количество активных элементов будет зависеть от искомого уровня шума. То есть работа с уровнем в -170дБн потребует большего количества активных компонентов в каждом каскаде преобразования, чем работа с уровнем -160. И очевидно, что количество таких преобразований желательно сократить, чтобы аддитивных факторов шума было меньше. Именно этой задаче служит расширение относительной полосы DDS. Сейчас DDS - это продукт своей эпохи. Когда вся активная компонентная база приблизится к KTB, DDS вряд ли будет в отстающих, логичнее предположить, что он приблизится вместе со всеми.

Небольшая ретроспектива. Посмотрим в синтез образца 2005 года. Какие синтезаторы доминируют в high-end сегменте? В основном с уровнем шумов -110...-115@10кГц на 10 ГГц. 2015 год: уже 125...130 дБн@10кГц на 10 ГГц. Если экстраполировать эти данные, то к 2025 можно ожидать -140...145. Отдельные образцы, вероятно, будут децибел на 10 лучше. А -170 на 10гигах- это все-таки пока слишком туманный рубеж. Если конечно, речь не идет об отстройке 10МГц.

И в конце вопрос: а зачем и кому нужен уровень -170дБн на 10ГГц. Даже -150? Может это все надумано производителями синтезаторов? Типа пытаемся сделать, потому что можем? Есть реальные задачи под такие характеристики?
Ведь половина синтезаторных приложений - это гетеродинные применения. А для гетеродинных применений, возможно, более важный фактор - это снижение размеров при увеличении максимальной скорости перестройки и сохранении средненького уровня шумов (-130@10k@10G). Ведь в анализирующей аппаратуре можно за счет повышения канальности улучшить и шумы и спуры. А скорость даст возможность делать это на лету. А минимальные габариты позволят нарастить канальность без ущерба для объема/стоимости конечного изделия. Для себя я решил, что в СВЧ синтезаторе аппаратного уровня шума в -150 - это более, чем достаточно. 20дБ в гетеродинных приложениях всегда можно добрать канальностью и корреляциями.


К сожалению, большинство ДДПКД имеют собственные конские спуры при кэфах деления, отличных от бинарных. Поэтому я бы не обольщался на их счет.

Сообщение отредактировал Sergey Beltchicov - Oct 4 2016, 11:20

Ну да, к тому времени Андрей закончил свой синтезатор и подтвердил мысль, что лучше всего мелкую сетку частот формировать вверху дробником, а потом сносить вниз делением. Но в узкой полосе у FracPLL время перестройки хоть и заметно меньше, чем в широкой, но всё-равно большое. Потому и пришёл к мысли, что при временах перестройки менее 1 мкс всё теперь сводится к DDS, тем более Keysight это подтвердили своим новым прибором.

По поводу PDS нет вообще уверенности, что он способен перестраиваться с таким временем, ведь там и ОС есть, хоть и непростая, и фильтр перед ГУНом должен быть. Этот метод попал между ФАПЧ и DDS по своим потенциальным возможностям, ни туда - ни сюда, потому, как мне кажется, и не заинтересовал спецов ADI всерьёз. Это теперь называется "стартап не выстрелил".

Чтоже касается "синтезпрома", если кто помнит ещё таких, то тут несколько иная история. Скорее всего ребята допилили свой грант и разбежались, сайт больше не работает. Глубже не интересовался, така как ответ на запрос синтезатора тогда к нам так и не пришёл.

Вопрос Vitaly_K- можете ли поделится мало-мальски работоспособной корокой на верилоге или VHDL для PDS? Назревате тут маленький проект синтезатора с быстрой предустановкой, т.е с ЦАП в цепи ФД будут. Поскольку ТЗ достаточно расплывчатое, то ничто не мешает впихнуть второй ЦАП по схеме суммировани токов. Ну и классический тоже ФД будет, но его можно сделать отключаемым. VCO предполагается внешним, так что можно будет померить ФШ и в обычной ФАПЧ, и в PDS режиме. Вопрос в выборе ЦАП- 12 бит 20 мгц достаточно или надо больше? например AD9765 потянет? У него 2 канала каждый со своим клоком, так что с асинхронностью проблем не будет. Ядро будет работать на частотах в районе 100-120 мгц, опора такая же, сигнал VCO через прескалер, восможно сделать реклок ЦАПа поделенной частотой после прескалера, возможно внешними делителями, чтобы не насобирать джиттера внутри ПЛИС.
PS. http://central.oak.go.kr/journallist/artic...ticle_seq=11042 интересные даныне по скорости захвата петли с дополнительным FDC ну и в кристалле реализовали.

Да, пожалуй. Тогда QS был всепоглощающей идеей, и вся энергия была направлена на её реализацию, продвижении и т.д. Тут уж сложно отделить, что является чистой мотивацией. Да такой и не бывает, наверное.


Ничего. Это уже скорее философский вопрос. Порочен сам косвенный синтез из-за введения элемента инерционности в систему (который к тому же и шумы ограничивает). Его наличие в какой-то момент остановит развитие этой технологии.


Мне представляется, что DDS содержит довольно большое число логических элементов (чтобы построить аккумулятор и т.д.), которые в свою очередь сами содержат несколько транзисторов.


Тут не то что не зацементировалась, а ещё и цемент мешать не начинали. Это всё очень отдаленная перспектива и рассуждения чисто умозрительные. Собственно, даже ещё нет восприятия таких величин. Как сделать -150 на 10 ГГц/10кГц с десятками наносекунд перестройки я примерно представляю (другой вопрос, кому это надо). А вот сама цифра -170 в процессе осмысления.


Ну да, именно что так.


Нет, я именно о самом, что ни на есть DDS-е. Только лишь убрать вторую составляющую в Вашем уравнении DDS=FPGA+


ЦАП позволяет сконструировать синусоиду (или другую желаемую форму). А нужна ли синусоида на выходе? Если предполагается дальше вверх умножать, то вполне подойдет и прямоугольник. При этом ЦАП вырождается в логический элемент с 0/1 на выходе.

Очень интересная идея. Разумеется. есть коды проекта и в VHDL и в Verilog формате, могу переслать. И то хорошо, что можно будет сравнить PDS с обычным ФД. Спасибо за поддержку.

В предыдущем сообщении Вы протипоставили DDS неким потенциально более перспективным аналоговым элементам синтеза. Которые "заберут у него пальму первенства" при ужесточении требований до -170дБ@10к на 10ГГц. Повторю свою основную мысль: если сейчас базовые аналоговые элементы (например, усилители), а также базовые цифровые элементы (типа делителей или скоростной логики) шумят вполне сопоставимо с ЦАПом DDS, то и дальше к границе KTB они будут эволюционировать все вместе. Далее: "цемент мешать" уже все-таки начали, поскольку уже есть отдельные компоненты синтеза под -170 (например, делители Linear, тот же AD9162), но они пока единичны и не составляют критической массы. Работа с цифрой -170 в синтезе требует большего количества активных элементов (большего количества потенциальных источников шума) и сохранить ее в синтезе пока малореально даже не с точки зрения параметров DDS (синтезаторов малого шага), а с точки зрения аналоговых узлов. И потому повторю вопрос: что вы понимаете под аналоговым синтезом с меньшим количеством активных элементов?

Сообщение отредактировал Sergey Beltchicov - Oct 4 2016, 19:12

Обычный прямой аналоговый синтез, т.е. комбинацию аналоговых компонентов типа смесителей, умножителей, усилителей, фильтров и т.д.
Меньшим количеством активных элементов – имеется ввиду в сравнении с высокачастотным DDS. Тут вопрос к Вам: какое общее кол-во элементарных лог. элементов было задействовано при реализации DDS на FPGA и ЦАП? А если теперь пересчитать к кол-ву элементарных транзисторов? Мне представляется, что у DDS ”плотность” (т.е. кол-во активных элементов, добавляющих шумы) будет выше в сравнении с аналоговым синтезом. При этом расширение диапазона DDS (по мере развития технологии и снижения шумов) будет уменьшать аналоговую часть, постепенно сводя её к нулю (т.е. переходим на чистый прямой цифровой синтез), пока опять не произойдет скачкообразный прорыв в шумах опоры (или чего-либо там ещё).


Давайте посмотрим. Вот статья, где приводятся те самые -170 на 10 ГГц/10 кГц (рис. 12). Можно предположить, что генератор выполнен по схеме рис. 9, что означает, что существуют (существовали ещё с 2003 г. как минимум - следуя картинке) общедоступные элементы, такие как фазовращатели, аттенюаторы, смесители, операционники (т.е. элементы петли КСС), которые поддерживают эти самые -170. А можно ли привести пример коммерческого DDS c шумами -170 (тем более в 2003 г.)?

 2004_Review_of_Sapphire_Oscillators.pdf ( 185.56 килобайт ) Кол-во скачиваний: 97


Сообщение отредактировал Chenakin - Oct 4 2016, 21:24

Нет, что то там ещё должно быть в уравнении. О, логика от ADI(Hittite)! И какая-то программируемая линия задержки. Не находите?

А так, конечно, идея гениальная! И меандр то нам не страшен, даже если синус понадобится. Проще фильтровать меандр, чем ЦАП.

Интересное развитие событий:
Я тут "плакался", что по ошибке попал в синтез, так как цифровик по образованию, а DDS может быть реализован в виде чистой цифры.

Вот о чем речь была Дело в том, что данные с FPGA стробируются в DAC, тем самым путь тактовой частоты сокращается: Fdac -> входной усилитель-ограничитель -> регистры данных -> источники тока. Таким же образом внутри многоразрядных счетчиков-делителей по выходу ставят регистр, стробирумый входной частотой, и путь от тактовой частоты до выхода уменьшается. Объем цифровой части FPGA в составе DDS не оказывает никакого влияния на выходные шумы. Буферизация в DAC позволяет довольно эффективно разделить цифровую и аналоговую части.



Т.е. Вы предлагаете сократить разрядность DAC до одного бита? Чудес не бывает, либо мы получим счетчик-делитель, либо СПМШ+спуры астрономические.

Алексей уже ответил про шум DDS. Сейчас мы имеем -163@10k@100MHz и -168@100k. На AD9162 я рассчитываю получить уже под -170. При росте тактовой частоты NSD на одних и тех же частотах будет уменьшаться.


Хорошая статья. Лежит у меня в специальной папочке Favorite Articles, вместе с парочкой Ваших .
Соглашусь с тем, что привести коммерческий DDS с шумом -170 в 2003 затруднительно. НО: являются ли аналоговые элементы этого SLCO общедоступными? По моему, ведь нет. Custom фазовращатель на точку. Попробуйте поставить в такой генератор общедоступный HMC931 и Вы устрашитесь. Custom параллельный усилитель в точку от AML с ценником в 10к USD. Да и доступна ли коммерчески продукция австралийцев даже в 2003? Это я к тому, что по этим "общедоступным" аналоговым элементам нельзя делать никаких выводов. Поделюсь еще одним интересным моментом. На сегодняшний день я попробовал ДЕСЯТЬ разных усилителей в петле КСС. Нормальный шум обеспечивает только ОДИН. Ну и, наконец, совместите два графика из этой статьи: амплитудного шума и фазового. И вы увидите, что по абсолютному шуму никаких -170 там нет. То есть если дальше работать с этим сигналом и смотреть его на идеальном спектроанализаторе, то отталкиваться нужно от цифры -163. А если отталкиваться от цифры -163, то чем черт не шутит, может и были специальные (коммерчески недоступные) ЦАПы в каких-то военных проектах того времени.

Сообщение отредактировал Sergey Beltchicov - Oct 5 2016, 07:52