Мне кажется, Вы слишком узко интепретируете «учение» Александра. Александр же не догматик: по его публикациям видно, что его синтезаторная концепция постоянно эволюционирует. Позволю себе немного порассуждать. Базовый тезис, многократно озвученный Александром в его статьях 10 летней давности, первоначально сводился к тому, что в генераторе на ГУН можно получить шумы, сопоставимые с ЖИГ-шумами, при на порядок лучшей скорости. С этим всерьез никто не спорит. Если в ГУН-синтезаторе задействовать офсетную схему, поработать над качеством СВЧ ядра и системой его распределения (синтезаторной частью), то можно получить шумы как у (или лучше чем у) ЖИГ-генератора (осциллятора). При этом в абстрактных примерах для журналов по большей части сравнивается офсетный генератор на ГУН (с проработанной и технически продвинутой синтезаторной частью) с примитивным генератором на ЖИГ, где шум реализуется не за счет техники синтеза, а за счет шума осциллятора (управляемого генератора), где петля узкая и уже на отстройке 20кГц оказываются шумы free-running ЖИГа. Это сравнение, в большей степени маркетинговое: берем «синтезаторно-примитивный» генератор на ЖИГе за 10к USD, берем «синтезаторно-продвинутый» квиксин за 8к USD. Где лучше цена-качество-потребление? Ясное дело, не у примитивного ЖИГ-синтезатора. Применяя спортивную аналогию, можно привести примерно такое сравнение: а может ли продвинутый боец-легковес с 10-летним опытом выступлений в ММА победить простого крепкого мужика, который никакой борьбой специально не занимался? Ответ: конечно, может. А если крепкий мужик тоже из ММА? Если проводить сравнение ЖИГ vs ГУН сугубо с технической точки зрения, получится, что при "синтезаторной" части одного уровня (офсетная схема против офсетной схемы, а не офсетная схема против осциллятора) в диапазоне отстроек 100 кГц...50 МГц офсетный ЖИГ-синтезатор будет децибел на 15-20 лучше своего ГУН-counterpart. Ну и хуже по скорости примерно в 10-20 раз. При одном и том же уровне синтезаторных усилий.

Дальше что? Получается, надо признать, что при прочих равных выигрыш по скорости у ГУН-синтезатора происходит за счет проигрыша по шумам. Да, только в узком диапазоне отстроек. Но за счет проигрыша. Тут есть два варианта. Первый маркетинговый: сказать, что, мол, кому нужны именно эти отстройки. Никому. И черт с ними. Тут, правда, выясняется, что в традиционной измериловке от них отмахнуться не так уж просто. Тогда вариант два (инженерный): добиться, чтобы никакого проигрыша не было. Для этого надо повысить уровень синтезаторных усилий (усложнить синтез). Поэтому далее Александр в своих статьях, презентациях и книге развивает концепцию гибридной опоры. То есть, если, мол, взять составное ядро OCXO+CRO/SAW+DRO, получить оптимальный профиль СПМ ФШ, расширить петлю у ГУН, то мы придем к тем же шумам, что и у ЖИГа (полке GkTF/2P активного элемента) при большей скорости. С этим тоже совершенно согласен. Концептуально так оно и есть.

Только вот на практике получается следующее. Если мы делаем составную опору OCXO+SAW/CRO+DRO, по факту это значит, что мы лезем в сегмент high-end, иначе говоря, боремся за рекорды. А где рекорды, там всегда нюансы. Для начала оказывается, что задействовать гибридную опору куда проще в ЖИГе: ширина петли получается примерно как у квика. То есть если мы возьмемся проектировать реальный продукт, то на ЖИГе мы к полке GkTF/2P придем быстрее. Ладно, ЖИГ медленный - а нам ведь нужна скорость. Получается, что у ГУНа надо реализовывать петли шириной больше 10 МГц или работать с банкой (ну банком ГУНов то есть). Также нужно решать муторную проблему предустановки частоты, которой у ЖИГа нет. Если мы идем на рекорды, нам уже мешает ЧФД, приходится давить шум фазового детектора умножителями в петле и другими шаманскими методами. Я не хочу, сказать, что это нерешаемые проблемы. Но этих проблем довольно много, а их решение требует времени. И тогда встает вопрос целеполагания: ЗАЧЕМ ? Вопрос целеполагания вообще очень важен, потому что ответ на него определяет, где мы оказываемся через энное количество израсходованного времени. А время - это ресурс невосполнимый. И именно в этой точке, происходит, по моему мнению, разделение на косвенный и прямой синтез. Зачем париться с ГУНом, когда это время можно потратить на решение вопросов прямого синтеза? Именно в нем возможно сочетать и предельные скорость, и шумы. Да возникнет проблема спуров, потому что ФАПЧ это отличный преселектор в виде одной микросхемы, а у прямого синтезатора преселектор должен быть реализован в виде кучи микросхем и горы СВЧ железа (немного утрирую, но куда без этого). Поэтому надо работать над технологиями фильтрации, скоростными ключами, частотным планом (делать кратный синтез или не кратный), DDSом и тд. и тп. Но эта работа в стратегическом синтезаторном плане, как мне кажется, значимее работы над ГУН-проблемами. Метафорически я бы сказал, что у «автобуса с назначением high-end» после ЖИГа следующая остановка - прямой синтез. И здесь нет никакого противоречия с «идеологией Александра». Просто на вопрос: «а что после ЖИГа?», мне кажется надо отвечать вопросом: «а Вам куда, батенька, собственно надо? в high-end или в middle-end?» Ну и надо смотреть, а есть ли деньги на проезд.

Сорри за длинный текст. Вышло типа блоггерского сообщения.



Указанный режим предполагает, что разность частот между каналами сохраняется (например, расстройка в 555,555 МГц), до тех пор пока вы не выходите за диапазон частот прибора. Также сохраняется соотношение мощностей с учетом погрешности на установку уровня (например, канал 1 +27 дБм, канал 2 -10 дБм). При этом каналы могут быть завязаны на одну внешнюю опору, быть некогерентными, или один может быть опорой для второго. Это происходит в синтезированном режиме при скорости около 1 мсек. Никакого выхода ЧФД наружу при этом нет.

Сообщение отредактировал Sergey Beltchicov - May 12 2017, 15:55

Соглашусь с комментариями Сергея. Кстати, вот мое сообщение буквально с самого начала темы (вторая стр.):


Ещё добавлю, что десять лет назад (точнее, куда больше, т.к. появлению QS предшествовал хороший кусок работы) существовало такое стойкое мнение, что если нужен синтезатор с “хорошими” шумами, то это обязательно должен быть ЖИГ. Габариты, печка, стоимость – это неизбежная плата за эти “хорошие” шумы. А скорость и шумы в небольших модулях – это вообще вещь несовместимая. Я думаю, удалось показать, что это не так. Пример – Холцворф, Анапико и т.д. и т.п. - много других новых появившихся компаний. В измерительных генераторах теперь тоже практически повсеместно присутствуют скоростные альтернативы на ГУН (в дополнение к ЖИГ). ЖИГ, естественно, никуда не делся, но его доля заметно поубавилась. Нормальное развитие.


Надеюсь . Как по мне, QS (и иже с ними) тоже морально устарел, но ничто не мешает использовать саму концепцию и её вариации, если это необходимо. Кстати, много раз предлагал совместить ЖИГ и ГУН в одном флаконе (в измерительных генераторах). Сначала частота захватывается ГУНом (десяток мкс), а потом через мс переключается на ЖИГ, когда он уже тоже захвачен. Или же можно позиционировать как два режима работы в одном инструменте. Сергей, можем поработать .

Почему ЖИГ? Ключевой момент - переход к шумам ниже 120 дБн/Гц на 10 ГГц, без серьезного вмешательства в структуру.

Признаться с ЖИГами не работал, каковы причины медленной перестройки? Полоса не сильно меньше квика. Почему предустановка не нужна? В качестве просвещения.

Александр, помню в Phase Matrix были ГУНы в корпусе TO-8, в том числе октавные, что с ними стало? По каким технологиям они делались?

Индуктивность катушки магнитной системы. При классике нужны киловольты для микросекундной перестройки магнитного поля. Или низкоиндуктивные обмотки с сотнями ампер тока управления.
Как вариант- оптика, или магнетоакустика, там скорость перестройки велика и добротность тоже. Но это пока в области R&D, а не готовых изделий "с полки".

Ну ФШ freerun не такой уж и посредственный, судя по статье.
Интересное направление, но скорее всего у OEwaves более хитрая система, чем узкополосный акустический резонатор на фоне ферро.


Физика не запрещает попробовать в этом качестве два DR или две ЖИГ сферы. Надо будет подумать и попробовать.

Типа такого?




Это ГУН (что было под рукой). С ЖИГом ес-но было бы ещё менее шумно.

Кстати, насчет спортивной аналогии Сергея. Тут ещё нужно посмотреть, кто в какой категории находится. ГУНы используются в основном в модулях, в которых существуют весьма жесткие ограничения по размерам, весу, виброустойчивости, потреблению, цене и т.д. – в сравнении с измерительной аппаратурой, где всего этого – гуляй, не хочу. С этой точки зрения уже ГУН будет выглядеть любителем против накаченного профи ЖИГа . Но это так, к слову, в целом логика понятная.


Всё хорошее когда-нибудь заканчивается . Chip-and-wire.

Перспективные технологии склонны к реинкарнации или сложность (стоимость) оказались более губительны? У Qorvo (Triquint) вижу "банка" гиговых ГУНов идет с пометкой "Last Time Buy", а были одними из претендентов на замену ЖИГам при шумах -137 дБн/Гц на отстройке 1 МГц в диапазоне 10 ГГц.


Как я понял, мощность (инерционность) - главная проблема на пути легкости управления.

Частично проблема решена в PMYTO - ЖИГ-генераторах с постоянным магнитом (Micro Lambda).
Ими же и решена проблема с габаритами ЖИГ-синтезаторов. Акустика - проблема номер два.

Александр, простите но как? На рисунке полоса ФНЧ петли под 5 МГц или больше. А у ЖИГа максимальные достижимые полосы ФМ обмоток 800кГц-1 мГц, да еще и сдвиг по фазе бывает странный, трудно добиться стабильности петли. Или это шум оффсетного VCO, на фоне которого ФШ ЖИГ теряется?

Только в PMYTO ( электромагнит с подмагничиванием постоянным магнитом) потеряна линейность перестройки ЖИГа от тока в обмотке, вернее на характеристике появился уступ от гистерезиса магнитной системы при смене полярности тока в обмотке и видны эффекты насыщения магнитопровода на больших отстройках. Поэтому без петли ФАПЧ PMYTO неработоспособны, и вариант с быстрым аналоговым свипированием тоже не работает. Хотя как генератор одиночной частоты они хороши.

В живую на выставке можно будет пощупать на ваших же приборах или он будет лежать "под стеклом"?

Идея была использовать ЖИГ как трансдьюсер для сдвиговых объемных звуковых волн. Они технологичнее, так как не боятся грязи и уровень добротности на частотах 1-2ГГц составляет 5000, а при соответствующей обработке до 10000-15000.

Два ЖИГа или DR при связи максимум удвоят добротность резонансной системы. Надо искать физические основы для систем с малыми потерями и high-Q.

Часто на конференциях вижу статьи по акустооптическим, оптоэлектронным генераторам. Как я себе представляю, у нас у физиков должна стоять задача найти высокодобротные гибридные системы, а дальше уже R&D найдут способ сделать из этого генератор/синтезатор с низкими уровнями фазовых шумов.

Собственно говоря, мы начинали переписку по электронной почте именно на тему PMYTO.
И свои мыло pmyto и созвучный ему псевдоним по образу песни ДДТ Иван Помидоров - оттуда

Каковы ваши успехи по этой теме?

Так как меня за эти годы унесло чёрт знает куда от неё, интересно, чем у Вас закончилось?
Сам я сейчас занимаюсь SRD и DRO, вся комплектация по ЖИГ-синтезаторам валяется лет 10 в шкафу...

А чем они лучше DRO в этом плане?

Потребление много больше, шумы - выше, габариты - больше. Акустика - сильнее. Цена - выше.

Что-то ещё забыл?

Да не закончилось ничего, периодически возвращается как бумеранг. Сейчас плотно сижу в оптике волоконной и терагрецах,, ну и WGR планирую осваивать. Но ЖИГи постоянно нужны как часть измерительной аппаратуры или аппаратуры управления. Не все варианты можно реализовать покупными генераторами и синтезаторами. Вот недавно пришлось реализовывать ( и очень успешно в плане науки) "синтезатор" на ЖИГ, где частотозадающим элементом была батарейка крона и многооборотный резистор. Как не странно, работало намного более эффективно чем синтезатор родешварца.
А PMYTO постоянно всплывают когда нужны малопотребляющие решения, например с управлением и питанием от USB. Так что финал апофеоза был PMYTO с перестройкой магнита шаговым моторчиком от привода головок CD. медленно и печально, зато энергоэффективно.
А иногда посещает техническая некрофилия. Вот притащили задачу когда надо запустить ЖИГ на диоде Гана, а у него как оказалось надо изменять напряжение питания в зависимости от частоты, иначе колебания срывает. Вот ищу схему ФАПЧ с синхронным управлением источником питания. Может у кого сохранились примеры таких схем?

Не уверен, что понял Ваш вопрос. На картинке – синтезатор на основе ГУН. Сама синтезаторная часть выдает шумовую полку в районе -126 дБн/Гц на 10 ГГц (+/-). Ширина петли – 5 МГц, всплеск за счет не докрученного phase margin (сырой макет). Также виден небольшой положительный наклон полки за счет уменьшения усиления петли. По-хорошему, здесь нужно ещё чуть расширить петлю и использовать фильтр большего порядка. Теперь насчет ЖИГа. Если гипотетически в этой схеме заменить ГУН на ЖИГ, то замыкать ФАПЧ надо, наверное, где-то на 500 кГц. Шумы на 1+ МГц получатся лучше, как и писал Сергей.


Нашел свою старую презентацию с графической иллюстрацией того, что Вы сказали. Если взять гипотетически одинаковую синтезаторную часть, то разность шумов будет определяться заштрихованной областью между свободными шумами ГУН, ЖИГ и синтезаторной полки (потом даже расписал это псевдонаучно с интегралами под кривыми Лиисона, но уже куда-то это дальше двигать не было ни желания, ни времени.) Т.е. собственно, всё что Вы сказали соответствует действительности, и я этого никогда не скрывал, но акцент делал несколько другой: по мере развития технологий разница между шумами ГУН и ЖИГ (в синтезаторах) будет постоянно уменьшаться. Так как-то оптимистичнее, что ли .

 Slides.pdf ( 297.74 килобайт ) Кол-во скачиваний: 81

До каких пор будут вести эту гонку перед переходом на прямой синтез? Я это обозначил в недавней статье (последняя часть - conclusions): -130 дБн/Гц при 10 мкс скорости перестройки. Думаю, согласитесь.

 MWJ_2017_Frequency_Synthesis.pdf ( 791.94 килобайт ) Кол-во скачиваний: 120


Точно сказано (хотя несколько резко ). Я объездил несколько сотен заказчиков на самых разных континентах. Если спросить грубо в лоб: “А что вам надо?” Ответ, как правило, один – самое-самое, наименьшие шумы, наше применение особенное и т.д. И что б недорого было к тому же. Начинали разбираться. Никогда не пытался влезть с чисто sales замашками, а всегда с технической стороны, предлагая что-то интересное. Через минут десять-пятнадцать уже обычно сидели вместе и рисовали “совместный проект.” В итоге выяснялось, что “самое-самое” на самом деле не так уж и нужно, а то что уже есть, так и вполне сойдет, и цена приемлемой становится. Практически нигде не требовалось рекордов. Рекорды скорее нужны самому разработчику (компании), чтобы пробить дорогу на рынок и/или подтвердить своё реноме. Ну и самому интересно, конечно, с нетривиальными вещами работать. Время летит - согласен с Вами.

Спасибо за обьяснение, тут все логично и понятно. Просто в предыдущем Вашем посте не упоминалось, что при замене ГУНа на ЖИГ надо сужать полосу ФАПЧ и возникло ошибочное предположение, что планируется раскачать ЧМ обмотку ЖИГ до полосы 5 МГц. В принципе это не так уж и невероятно, например встречал несколько патентов на конструкцию ЖИГ с маловитковой плоской печатной ЧМ обмоткой. Возможно в такой конструкции удалось бы получить полосу ФАПЧ до 5 МГц, но в реале таких ЖИГ генераторов встречать не приходилось.

Именно эти Ваши слайды я щелкал, когда писал свое последнее сообщение. Повторю, я согласен с Вами, что технически нет непреодолимых препятствий для того, чтобы ГУН и ЖИГ синтезатор с составной (гибридной) опорой и одинаково качественным синтезом свести к полке GFkT/2P. Однако я не вполне согласен с тем, как Вы расставляете акценты. Хотя слияние шумов ЖИГ и ГУН синтезаторов технически возможно, маловероятно, что синтезаторное развитие пойдет по этому руслу.

Поясню свою мысль при помощи Вашего же слайда. Можно условно сказать о фазах а, b, c и d. Фаза a соответствует появлению Вашего FSW-0020. Вы сравнялись по шуму с ЖИГ-бенчтопами типа MG369xC, SMF100A, E8257D/UNX и "проиграли" им заштрихованную зону. Слово "проиграли" специально ставлю в кавычки, потому как, ясное дело, у Вас не было задачи у них выиграть (хотели бы выиграть, взяли бы ЖИГ и утерли бы им нос, чего уж там). Сейчас мы примерно в точке перехода из а в b. Есть уже пара экземпляров на ЖИГах типа E8257D/UNY, генератора LNS-18 от NoiseXT, которые достигли полки в -130 в петле на 10 гигах. Не исключаю, что появится и ГУН-синтезатор с такой полкой, который уменьшит заштрихованную площадь.

Но вот переход в фазу c и, тем более, в d на ГУНе я считаю крайне маловероятными. Вы, кстати, в своем прогнозе тоже именно в этой точке предрекаете переход в прямой синтез. Так вот тогда получается, что разница между лучшими сделанными ЖИГ-синтезаторами и ГУН-синтезаторами все равно останется, несмотря на совершенствование технологий. На пике развития косвенных синтезаторов кусок заштрихованной области в сравнении шумов ЖИГ vs ГУН все равно сохранится. Виртуально его убрать можно, но практически до этого руки у инженеров не дойдут, потому как на это станет нецелесообразно тратить значительные усилия и ресурсы Все серьезные люди на этапе "c" уйдут в прямой синтез и только иногда (за стаканчиком виски) будут "вспоминать минувшие дни, как в битвах ЖИГ-ГУНов рубились они"

Сообщение отредактировал Sergey Beltchicov - May 14 2017, 09:11