Для упрощения сравним схемы с одним смесителем:
Для первого варианта пусть Fout = Fref_high*[1+(1/R)]
Тогда, произведя замену R = N - 1, перепишем выражение для выходной частоты
Fout=Fref_high*N/(N-1) или Fout=Fref_high/[(1-(1/N)].
Т.е. пришли ко второму варианту.

С двумя и более смесителями полные эквиваленты в целых числах, конечно, далеко не всегда получаются, но это не принципиально. Частоту можно и опорником подвинуть.


По приводимому ранее измерению восстановил коэффициенты: N = 63 и в офсетной петле деление на 2 перед ЧФД оказывается. Fout=3000/[1-(2/63)].


Работает. Брал простой приёмник-даунконвертор. Гетеродин на ADF4106. На вход RF подавал опорный сигнал с лабораторного генератора. ПЧ выход соединял с входом опоры ADF4106.

Сообщение отредактировал AFK - Mar 29 2017, 18:00

Нереально или непотребно

Зачем? В теме наконец-то появился смысл

ОК, вопрос снимается.




В том, что входы ЧФД в принципе можно менять сомнений нет, главное, чтобы один сигнал был стабильный по фазе. Но если взять Вашу схему на MAX2871 и предположить, что через N-counter мы подаем "опору", а через REF (R counter) ПЧ от смешения ГУНа и подставки, то есть следующее сомнение. ПЧ до момента захвата будет флуктуировать по фазе (разница между фазовыми флуктациями ГУНа и сравнительно малым шумом подставки будет нести информацию сигнала ошибки). Но и на опорном входе ЧФД будет флуктурирующий сигнал, поделенный в N раз (ведь вроде как ГУН еще не захвачен). То есть два флуктуирующих сигнала на двух входах ЧФД. Затянет ли ГУН "сам себя"? Или я не прав?

Там чуть по другому было- квадратуры делал в цифре AD9854, а вот опора AD9854 была в петле. Вообще то этот макет придумывался не для низких ФШ, а как быстрый LFM. Просто заметил сходство блок-схем с вышеприведенной.

Пытаюсь осмыслить Вашу схему. IQ-модулятор справа от VCO выведен из кольца обратной связи ФАПЧ. Получается, что это “feedforward” схема, т.е. мы вычисляем ошибку, а потом добавляем (или вычитаем) её на выходе. Работа любой feedforward схемы ограничивается балансом амплитуд и фаз. Рассмотрим сначала Ваш пример с ошибкой по частоте в 15 Гц. На выходе ГУН имеем f+15, на входах IQ-модулятора 15, на выходе модулятора f. Но это в идеале. Т.к. идеального IQ-модулятора не существует (а тут мы имеем широкополосный и высокочастотный), то в реале ещё увидим пролаз гетеродина на f+15 и не до конца подавленную боковую на f+30 (и ещё гармоники).
Но это не страшно. В конце концов петля придет точно на f и эти продукты “схлопнуться.” Теперь надо смотреть, что происходит с шумами. Опять же, в идеале они будут полностью компенсированы до уровня, определяемого подставкой. А в реале… Я так понимаю, подавление ограничится дисбалансом модулятора где-то на уровне 15 дБ. Что, в общем-то, не так уж и плохо. Хуже то, что подавление и соответственно шум на выходе будут “плавать” и возможно будет ассиметричным. Возможно это видел khach:

Правильно ли я понимаю работу Вашей схемы?

Вы все верно описали.
Асимметричность, предполагаю, не должна быть более 3 дБ. Т.к если например 6дБ или более , то для этого надо специально постараться , типа создать условия для "подавления шумов в одной , отдельно взятой, боковой полосе".

Флуктуации - вещь относительная. Подставка обеспечит захват. В механизме работы рассматриваемой схемы большой разницы с традиционной офсетной схемой по-моему нет. Главное чтобы эти флуктуации не выходили за установленные рамки.
Если я правильно понял, речь идёт о такой схеме:

Да, как-то скользко... Философия тут не при чем. Все достаточно банально - кушать охота и нужна доступная, дешевая и надежная вещь - здесь и сейчас. Не вчера и не завтра. Это не дает "улететь". А в перерывах можно и о высоком подумать...

Не даром при поступлении в аспирантуру требуются знания по философии.


А время перестройки при этой полосе? После того, как ГУН приблизится менее, чем на 50 кГц к искомой частоте. Через какое время выходная частота станет точнее 1 кГц, 100 Гц, 10 Гц? Пока не будем учитывать предустановку. И, возвращаясь к старому наболевшему вопросу, можно ли в QS расширить полосу >10 МГц, при текущей геометрии и условии линейности преобразования/усиления? Будем считать, Ref - прямосинтезный.


Есть несколько вопросов. Диапазон октавный? Структура в "боевом" варианте: 2 смесителя с умножением 1..4 с учетом боковых? Что в качестве умножителей? N и D кратны между собой?

Повторяю, в целом я за уменьшение физ. размеров, только пока это не было главным ограничивающим фактором. С >10 МГц сложнее, тут начинает сказываться множество других факторов. Частоту сравнения надо увеличивать до 200+ МГЦ (а это уже совсем другой REF), операционники начинают шалить и т.д. По-моему, это та поворотная точка, когда надо переходить на прямой синтез. Ну или, разве что, ставить ФАПЧ как опцию для подавления спуров.


В принципе, можно, если ввести умножитель в петлю. Но это уже экзотика.


Иногда полезно просто расставить во всех точках схемы частоты и фазовые шумы (т.е. взять реальный пример). Получается всё прозрачно и нагляднее формул.

В моём случае - ещё круче: есть заказ, есть волевое решение делать так, а не эдак.
Нет возможности сказать: "Нет, начальник, это ты - дурак, а не я, как ты думал...".

2 rloc: По ДНЗ пришёл к выводу, что импульсная раскачка ДНЗ - хрень полнейшая, не в обиду Вам
Это изнасилование строптиво-ревнивого диода (SRD) порождает бурю без ветра. Не прокатило...

Пофилософствую немного. Развитие идет циклически, сегодня мало кому удается укротить днз, завтра - средства измерения станут доступны, популярность вернется. Пока выводы такие: без временного анализа понять что там творится практически невозможно. Никто не может мне ответить, какие параметры выходят за границы. Не умеет пока спектроанализатор оценивать напряжения и токи в импульсном режиме.

Да Вы все правильно поняли. Вы меня убедили. Если R-counter будет иметь значение 1, то Ваш вариант будет эквивалентен классическому офсету. Извините за навязчивый спор. Вчера болел, поэтому целый день писал на форуме. А лучше меньше писать, а больше думать.

Поскольку Вы эту схему опробовали в практической реализации, то, может, обсудим ее сильные (слабые) стороны относительно патентной схемы Александра. Обычно я это делаю для себя, чтобы потом при случае быстро "извлечь решение из арсенала".

Сильные стороны:

1) Эта схема объединяет ЧФД, ГУН, набор делителей в одной микросхеме. Что, наверное, удешевит синтезатор и уменьшит его потребление при прочих равных.
2) Может иметь низкие шумы. Если FOM -230, то, наверное, можно получить и под -140 на 3 ГГц (если поднять OCXO -170 без потерь до нужной подставки).
3) Вероятно, в относительно медленных приложениях схема не требует отдельной схемы предустановки частоты. Или нет?
4) При перестраиваемой и соответствующим образом распределенной в октаве подставке можно сделать систему частотно-кратного синтеза (убрать смесительные спуры).
5) Если подставка фиксированная, то можно сделать синтезатор крупного шага заданной величины (что-то типа альтернативы ДНЗ). Этот пункт лично мне нравится, пожалуй, больше других. Потому что из одной хорошей палки (например, бинарной) можно получить несколько палок с преселекцией в виде ФАПЧ.

Слабые стороны:
1) Чтобы получить полноценный малошумящий октавный синтезатор с любым шагом нужно будет городить перестраиваемую подставку и распределять ее в октаве. Чтобы гармоники защелкнулись, относительная ширина перестройки должна соответствовать разнице между двумя соседними гармониками (если работаем в системе частотно-кратного синтеза). А чтобы иметь комфортную для ГУНа (не очень низкую) частоту сравнения и комфортную (с точки зрения кол-ва смесителей) систему распределения подставки, может, их придется защелкивать через две (например, брать только нечетные). Тогда относительная перестройка увеличится в два раза. А раз мы городим подставку (синтезатор малого шага) с такой шириной перестройки, то может тогда лучше ее и делить (а не ГУН), как у Александра?
2) Ограниченный диапазон микросхемы. Октава 3-6 до 20 ГГц должна по идее умножаться (что муторнее с точки зрения фильтрации, чем деление). Октава 10-20 для масштабирования удобнее. Но это только для широкополосных задач.
3) Есть ли выигрыш по скорости? Как быстро переключаются ГУНы в такой микросхеме?

Поправьте, если в чем ошибся или упустил.

Сообщение отредактировал Sergey Beltchicov - Mar 30 2017, 22:17

Хронически запаздываю с ответами, тем не менее, позвольте перерисовать схему в таком виде для R=1:



Схема, предложенная AFK отличается от классического офсета включением делителя N. Если соединение – зеленая стрелка, получаем классический офсет (ну или почти классический, всё-таки здесь смысл – схлопывание), если красная, получаем схему AFK. Так выглядит убедительнее?

Теперь проанализируем шумы. Перерисуем схему AFK, чтобы не запутаться:



При захвате частоты будет иметь место равенства частот на входах ФД:

f/N = f – fHR

Ну а далее AFK уже приводил формулу настройки. Единственное, предположим, что ФД вносит шумы в виде случайного отклонения частоты dF. Т.к. dF может быть с любым знаком, то можно добавить к любой части, например:

f/N +-dF = f – fHR

f – f/N = fHR +-dF

f(1-1/N) = fHR +-dF

f = fHR/(1-1/N) +- dF(1-1/N)

Возьмем практический пример, когда частота подставки равно 3200 МГц, а частота сравнения ФД – десяток МГц. Очевидно, что в этом случае N>>1, и мы получаем:

f ~ fHR +-dF

Т.е. шумы ФД не умножаются.

Комментарий для Андрея (Dr.Drew). Можно опуститься и ниже шумов ФД, если ввести умножитель на К и в К раз большую подставку:



Рассуждая таким же образом, получаем:

f x K ~ fHR x K +-dF

Или относительно выхода f:

f ~ fHR +-dF/K

Т.е. шумы ФД делятся на К (уменьшаются на 20logK).

Вроде ничего не напутал?

А теперь, можно продолжить обсуждение (например, получить формулу схлопывания) – извиняюсь, что перебил Сергея:



Сообщение отредактировал Chenakin - Mar 30 2017, 23:21

Воплощённой в "боевом" варианте структуры, к сожалению, нет. Была макетная плата, действительно с двумя смесителями, но совсем другой архитектуры. Как частный случай возможно включение и по предложенной схеме (два смесителя + делитель D).
Картинка шумов в сообщении #2412 относится к режиму работы с одним смесителем. Умножителей в чистом виде на макетке нет. N и D по хорошему да, должны быть кратны.


Благодарю за наставление. Часто не получается ясно выражаться . Попробую изобразить.

Делители в контурах, обведённые синим цветом, будут ухудшать шумы.


Не скажу что досконально так изучил и опробовал, но постараюсь что-то прокомментировать.

Здесь я полагаю важную роль играют регулировочные характеристики ГУН конкретной м/сх. При слишком широкой полосе возникает неопределенность из-за наличия квазизеркальной частоты захвата.
Есть вопросы по калибровке ГУНов: как ведёт себя алгоритм в офсетной схеме; если можно отключать - то не будет ли ГУН уходить со временем за диапазон регулировки.

Согласен, подставку целесообразно делить. Можно и вместе с ГУНом.

Пожалуй выигрыша не будет. Из шустрых LMX2582/LMX2592, по картинке из даташита десятки мкс. Время загрузки регистров тоже, наверное, учитывать надо.


Признаться, я чуть другую схему предлагал (сообщение #2404 )

Это для упрощения анализа перешли на схему с одним смесителем. Но суть та же.