В расширителях диапазона (БРДП в терминах Баринова) на входы LO и RF смесителя приходят сигналы, которые являются коррелированными (произведенными от одной опоры). При анализе ФШ сигналов, полученных от одной опоры, иногда удобнее рассуждать в номерах условных гармоник. То есть когда в БРДП мы складываем 4ГГц и 0,5ГГц (4ГГц/8), то можно сказать, что мы к первой гармонике прибавляем 8-ю и таким образом получаем девятую. Это эквивалентно умножению 8-ой гармоники на 1.125. Поэтому каскадирование БРДП представляет собой не что иное, как дробное умножение. Кстати, если бы мы брали нижнюю боковую 3,5ГГц (а не верхнюю 4,5ГГц), то на этой частоте мы бы имели шум ниже, чем у исходных 4ГГц. Но также делители имеют свой остаточный шум (порядка -153дБн/Гц), который не является коррелированным по отношению к исходной опоре. Поэтому этот остаточный шум складывается аддитивно, как 10logN. Идея "обхода 20logN", заключается в сложении декоррелированных источников. Но в БРДП бариновского типа источники не могут быть декоррелированными по определению (до шумовой полки делителей) - это разрушает идею кратности.

Сообщение отредактировал Sergey Beltchicov - Aug 3 2017, 11:01

Полностью согласен с Сергеем:

Да, речь идет о когерентном сложении, а значит складывать надо не мощности, а амплитуды. В упрощенном виде -135 дБн/Гц и -153 дБн/Гц надо перевести в амплитудные единицы, сложить (или вычесть), и сравнить с исходным уровнем. Получится как раз 1 дБ с копейками.


Не помню, где об этом было написано. В патенте речь об отсутствии деления в петле и обхода внутрипетлевых шумов. В конечном итоге у Александра есть перенос на низкую частоту, f1-f2 = 50 МГц, где f1 и f2 много больше 50 МГц, при том что источники разные.

Проблему можно решить и по другому. Так сказать, «в лоб». Структура остаётся прежней. В ЦАПе та же внешняя резистивная матрица на печатной плате. Просто увеличивается количество расщеплённых фаз. Что этим достигается показано, как пример, на прилагаемом рисунке, где обозначено: K – количество расщеплённых фаз, dA – неточность сегмента ЦАП. При двукратном увеличении К спектр улучшается в среднем примерно на 3 дБн. Но самое главное – это происходит при снижении точности ЦАП тоже в 2 раза. Конечно, увеличиваются аппаратурные затраты, но они ложатся, в основном, на FPGA, теперешние объёмы которых позволяют это делать. Так что проблем с этим не должно быть.

Получается, что при сложении в смесителе, например, двух когерентных сигналов LO и RF с одинаковыми частотами и уровнями СПМФШ на выходе смесителя происходит увеличение фазовых шумов на 6 дБ, если сигналы некогерентные (их шумы некоррелированны), то на 3 дБ. Все-таки интересует, как на практике можно обойти закон 20lgN при единой опоре в генераторе/синтезаторе? Для этого нужно сделать из одного источника частоты несколько некоррелированных сигналов и затем их складывать на смесителе. Как их сделать некоррелированными? Поставить линии задержки?

Можно также зафапчевать в узкой полосе (десяток герц) несколько управляемых генераторов. Их шумы за петлей будут некоррелированны. Каждые 3 дБ выигрыша (теоретически) требуют удвоение числа компонентов - такие вот получаются шахматы
С линией задержки наверное с биениями надо будет разбираться.

Сообщение отредактировал AFK - Aug 4 2017, 05:24

Это - шашки. Реальные шахматы подсказал в другой теме Алексей - узкополосный ПАВ-фильтр с высокой входной мощностью.
Одним выстрелом двух зайцев: убиваем спуры обертонового генератора и снижаем шумы за пределами полосы фильтра.

А если нужно снизить фазовые шумы на близких отстройках, например 1 или 10 кГц в X-диапазоне? ПАВ здесь не подойдет. А если речь идет о борьбе за сверхнизкие шумы, например -140-145 дБ/Гц на 10 кГц на частоте 8-12 ГГц, которые на сегодняшний день невозможно получить с использованием техники умножения доступных в продаже малошумящих кварцевых генераторов? Например, если взять Морионовский 100 МГц, у которого СПМФШ=-176 дБ/Гц и умножить на 100, то получим -136 дБ/Гц. И как мы будем обходить закон 20lgN в этом случае?

Я там исправился, а Вы меня выдали цитатой. Только после отправки поста вспомнил, что эту идею предложил Алексей (rloc).

Тогда сразу уж лейкосапфир ФАПЧуйте. ДРов слишком много понадобится для таких ФШ.

Я не сторонник лейкосапфиров. Пока что дорого и ненадежно. Как правило, подобные генераторы применяют в лабораторных условиях в научных целях и, насколько мне известно, требуют вмешательства оператора. Почему их до сих пор не применили в той же измерительной технике, в тех же генераторах?

Почему не применили? Сергей Бельчиков уже имеет положительный опыт применения лейкосапфира в своём синтезаторе "Сапсинт".
Мало того, слышал краем уха, что его уже и в космос запускали. Но сам лично не применял и не собираюсь, нам такие ФШ не нужны.
Тут дать бы ладу освоить ДР и хотя бы до -120 дотянуться. Пока даже это не получается. С ДНЗ таких ФШ добиться не получается.

А почему его нет в продаже? Я так понял, что работы по нему ведутся уже 6-7 лет. Про космос не поверю. Проверенные источники в студию

Ненадежно - это, пожалуй, миф. Дорого, да. Реализация шумового потенциала лейкосапфира в измерительной технике хотя бы на 60-70% требует достаточно серьезного прогресса в ряде сопутствующих устройств: нужен достаточно нетривиальный ЦВС (DDS) с параметрами, превосходящими обычные коммерчески доступные микросхемы, нужны эффективные технологии фильтрации, нужны специфические широкополосные усилители и управляемые аттенюаторы с малыми ФШ. Именно поэтому работы по проекту длятся дольше, чем "хотелось бы". А также потому, что ведутся исключительно на собственные средства (но это, все равно, фактор второго порядка).


Это не соответствует действительности. Однако райтеоновские SLCO, с высокой долей вероятности, используются в американских военных РЛС нового поколения. Либо, по крайней мере, для проверки их задающих генераторов.



Если не заморачиваться с сапфиром, то обычный подход к решению такой задачи - это построение гибридного профайла ФШ. 10 МГц (кварц) -> 100 МГц (кварц) -> 1000 МГц (ПАВ) ->10 ГГц (DRO). Однако, по моему скромному мнению, циферки в -140...-145 дБн/Гц на отстройке 10 кГц @10 ГГц даже с гибридным профайлом, хотя и не являются невозможными, будут иметь характер единичного достижения (близкого к предельному). Цифра в -145@10кГц на 10 ГГц - это, пожалуй, тот барьер, который даже с гибридным профайлом преодолеть уже не получится. Для лейкосапфира же эти циферки являются "начальными" и не представляют никакой сложности.

Любопытно, кому это реально нужно


Не уверен, что он вообще будет продаваться в России. Если только как импортное изделие.

Сообщение отредактировал Sergey Beltchicov - Aug 4 2017, 09:18

Слышал, что в сапфировом генераторе сложно удержать нужную моду, что перескок на др. моду может происходить от тряски, т.е. применение такого генератора на подвижных платформах, движущихся, например, по земле, уже под вопросом. Еще у него частотный диапазон генерируемого сигнала крайне ограничен, и лежит в районе 10 ГГц. Но по своим шумовым характеристикам он бесспорно опережает др. генераторы.



Шумы при отстройке 10 кГц будут определяться именно 100 МГц кварцем, шумы среди доступных колеблятся в переделах -170..176 дБ/Гц. Уже получается -130..136 дБ/Гц на 10 ГГц при переносе наверх. Похоже, что без сапфира не обойтись

Так ведь сказал: "краем уха", разрешаю не верить ни разу
Тем более, что Сергей опроверг, а он как раз тут в теме.

С другой стороны - а почему бы нет. Основная задача - обеспечить устойчивость к 10g.
А дальше, на спутнике или корабле, у него отличные условия для устойчивой работы.

Это брехня и мифы. Почитайте, например, шведов.
http://www.ep.liu.se/ecp/008/posters/028/ecp00828p.pdf
Сделать можно хоть на 6 ГГц, хоть на 20 ГГц, только речь идет об одной частоте. Можно сказать, что относительной перестройки нет вообще.

Совершенно не факт. Если есть, к примеру, такой ПАВ-генератор (см. картинку), то будут определяться именно ПАВом.

Сообщение отредактировал Sergey Beltchicov - Aug 4 2017, 12:15