Дополнительным фазовращателем. Электронным или механическим.

Странно, почему о таких моментах мало кто упоминает. Интересно, где ставят фазовращатели? В какой фазе складывается пролаз несущей с обратной волной на циркуляторе? Вместе с конечной развязкой смесителя (ФД) возможно детектирование амплитудных шумов и попадание на УПТ.

Александр, мне кажется как раз из-за этой лени наши споры ходят по кругу. 5 и 9 пункты это по-моему одно и то же, а умножение добротности - это красивый маркетинговый ход.
Далеко не факт, что закачивание большой мощности в резонатор приведет к снижению шумов. Их картина формируется исходя из доступной энергетики сигнала на входе усилителя, что в общем-то логично. Так что, применение 1 Вт или 100 мВт усилителя с может помочь, если усиление остается 10 дБ, а может и не помочь, если мощный усилок имеет 20 дБ против 10 дБ маломощного. Удобнее выбирать усилитель хотя бы исходя из P1/G. Ну и веский аргумент Сергея - температурные эффекты. Я качал 300 мВт в резонатор и он прилично нагревался. Да, Сергей, он прилично дрейфовал по частоте и, как у Вас, чувствовал вибрацию.
МШУ, действительно, нужен, так как без него чутье определяется КШ смесителя на уровне 8-10 дБ. Ну и фликкерит он тоже.

Небольшое рассуждение об "умножении добротности". Начну немного издалека - с практического опыта настройки генератора с КСС. Представим, что наш генератор собран, кольцо КСС замкнуто, а мы проверяем, как он работает, крутя фазу фазовращателем в петле основного кольца. Что мы будем наблюдать на спектроанализаторе? Допустим, что в начальный момент генерации нет, сигнала нет. Затем в какой-то момент соблюдается баланс фаз и амплитуд в основном кольце, и появляется сигнал автогенератора. Крутя дальше фазовращатель, мы видим как сигнал свипирует через 3дБ полосу нашего резонатора (так, кстати, можно определить реальную нагруженную добротность в режиме генерации). Пройдя через всю 3дБ полосу, сигнал пропадает, генерация срывается. Примерно в середине такого свипа мы наблюдаем, что генератор попадает в захват кольца КСС. То есть мы продолжаем крутить фазу, но сигнал автогенератора, какое-то время стоит на месте, сопротивляясь нашей регулировке (он в захвате), потом мы принудительно срываем его из захвата, а крутя дальше, срываем и генерацию. Если, вместо спектроанализатора, подключить E5052, мы увидим, что сначала проявится ФШ основного кольца (простой автогенераторный), потом в точке захвата шумы провалятся, когда же мы пройдем диапазон захвата, шумы снова станут автогенераторными. Этот рассказ иллюстрирует вот что. Автогенератор работает в определенном диапазоне ФЧХ, диапазон же захвата имеет ФЧХ существенно более узкую. В формулах фазовых шумов лучше говорить не о добротности, а о половине полосы резонатора, в пределах которой есть генерация. А что такое полполосы резонатора. Это величина, обратная ГВЗ, то есть производной фазы. То есть, чем выше крутизна фазовой характеристики резонатора, тем ниже фазовый шум. Когда мы захватываем автогенератор системой КСС, то мы фактически привязываем его к ФЧХ S11 резонатора, которая имеет намного более крутой наклон, чем ФЧХ S21 (в чем легко убедиться при помощи VNA). Стало быть, в захвате ГВЗ больше, а полполосы уже. Что соответствует "большей добротности".

Сообщение отредактировал Sergey Beltchicov - Jan 21 2018, 11:04

Есть проблема с диэлектрическим резонатором на шепчущей галерее- любит перескакивать на соседние моды. Кто-нибудь делал связь с резонатором как в патенте US7777583?

ЗЫ. Вот размышляю, а если не обьединять выводы стабилизирующей моды "звездочки" в общий вывод, а вывести два "луча" раздельно через LNA на ФД и замкнуть по ним ОС по АПЧ задающего генератора. Насколько такой вариант дискриминатора работоспособен?

Почему не упоминает? Это ”классика” интерферометра для подавления несущей. Вот, хороший обзор – шаг за шагом (см рис. 9).

 Oscillators_Review.pdf ( 185.56 килобайт ) Кол-во скачиваний: 147



Интересно, преобразовывать можно действительно на низкую частоту, а не на DC. Метод известен ещё с 40-х годов, в частности был описан в 1946 г.: R. Pound, ”Electronic Frequency Stabilization of Microwave Oscillators,” Rev. Sci. Inst., Vol. 19, pp. 490-505, 1946. Ещё ради интереса можно почитать здесь:

 s1.pdf ( 1.35 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 71

 s2.pdf ( 800.86 килобайт ) Кол-во скачиваний: 68

Так что, всё новое - это хорошо забытое старое.


Может в петле КСС просто не хватает усиления? Ставите ли Вы усилитель (операционник) после смесителя?


Действительно, непонятно. Всегда считал, что смысл КСС – заменить шумы петлевого усилителя (к-т шума, фликкер) шумами КСС, в частности, отодвинуть влево 30 дБ участок. Вероятно, это всё же фликкер МШУ или операционника?


Не совсем понял. Что здесь понимается под Lconverter? Если Вы подразумеваете под этим к-т потерь выделения несущей в резонаторе и считаете, что Lconverter >>L(LNA), то в чем тогда смысл LNA? Если Lconverter – это к-т потерь преобразователя, стоящего за МШУ, то может лучше использовать классику (c добавлением 1/f cоставляющей):



Вот! Наконец-то наши взгляды теперь совпадают. А сколько копий было сломано . Как по мне, термин (не метод) "интерферометр" - это тоже красивый маркетинговый ход.


А с МШУ будет 2-3. Т.е. вся ”интерферометрия” стОит 6 дб?


А если попробовать заменить S21 на S11 в схеме генератора с однопортовым резонатором:



Сообщение отредактировал Chenakin - Jan 31 2018, 00:06

Разумеется, ставим. А как иначе



Под Lconverter (f) я понимаю динамику "конвертера" по фазовому шуму (которая аддитивно складывается с ФШ LNA и которая в пределах полполосы резонатора вырастет по закону 1/F^2)
Lconverter (f) = (S(f) +(Flna-1)*S(f) + (Fmixer -1)*S(f)/Glna +(Fservo amp -1)*S(f)/(Glna*CLmixer))/(2*Pres)
Где S(f) - частотно-зависимый к-т шума устройства выделения обратной волны;
К-т передачи устройства выделения обратной волны это 1/S(f), он <<1 на малых отстройках;
K-т передачи миксера это CLmixer, он <1.
Pres - мощность, подводимая к резонатору;
Flna, Fmixer, Fservo amp - к-ты шума МШУ, миксера и операционника, соответственно.
То есть, понятное дело, что используется "классика" (формула Фриса). Только помним, что на интересующих нас отстройках к-т шума S(f) это функция, а не постоянное число.
Которую примерно оценить можно как S(f) = ((sqrt (1+(2Q*f/F0)^2))/(2Q*f/F0+Smax))^2. По мощности. S max - максимальное подавление, которое определяет плоский участок в начале оси отстроек.

Поскольку Lconverter(f) это частотно-зависимая функция, она >>L(f) lna отнюдь не на всех отстройках. Конкретно на отстройках (10...100)кГц определяющее значение приобретает "полка" шумов LNA.



Теоретически выглядит разумно. Но на практике такой генератор запустить (т.е. добиться генерации) крайне проблематично (и это очень мягко сказано). В такой схеме мы все время будем перескакивать на паразитные моды (потому что на них легче будет соблюдаться баланс амплитуд). Это надо просто почувствовать на уровне практических ощущений

Сообщение отредактировал Sergey Beltchicov - Feb 1 2018, 09:30

Вдогонку к предыдущему сообщению: я не претендую на истинность, а пытаюсь разобраться. Просто беру данные измерений, параметры отдельных функциональных узлов (которые плюс-минус известны), загоняю в Excel и смотрю, как они согласуются с различными моделями генераторов с КСС.

Сообщение отредактировал Sergey Beltchicov - Feb 1 2018, 08:11

Господа, я временно с 50 ГГц ушёл на 50 Гц (а может быть мне там самое место?)!

Пытался помочь человеку, но тщетно. Может Вы знаете это: https://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=145529

Внесу интригу. Синтезатор на LMX2594. Шагает по 1 Гц с палочками менее 60 дБ. Занимает, примерно, 60х40 мм, включая генераторную часть MOXO-100, сдвоенный импульсник LT3570, микроконтроллер в LQFP64. Измерен на половине максимальной частоты. Первое включение.

Сообщение отредактировал Dr.Drew - Feb 8 2018, 12:59

Красиво. Но у меня первое впечатление было испорчено жирными и многочисленными спурами на их евалюэйшн борде.

В продолжение поразмышляю и приведу результаты моделирования.

Взял двухпортовый резонатор на последовательном LC контуре с центральной частотой 1000 МГц. Аналитически посчитал, какие необходимо взять параметры L, C и сопротивление потерь (с учетом влияния портов), чтобы QL=1000, Q0~2*QL, и согласование по портам было близко к идеальному. Сопротивление портов специально взял немного больше, 51 Ом.



Как видно из графиков, при "идеальном" согласовании крутизна S11 намного больше S21, графики ГВЗ подтверждают. Причем, чем лучше согласование, тем ГВЗ больше и в пределе стремится к бесконечности. Для проверки, привел расчет реальной добротности по графику ГВЗ по формуле Q = (w*tau)/2. Для S21 нагруженная добротность совпала с заложенной. Все цифры перед вами. Какие будут выводы? Сапфир не нужен?


Есть еще вариант с компенсацией потерь резонатора. На схеме ниже нарисовал балансную (мостовую) схему компенсации. Аттенюатор R2R4R5 в нижнем плече компенсирует потери резонатора с обратным знаком.




Хорошая статья, действительно полезно вспомнить. Попробую пояснить, почему спрашивал о фазовращателях. Если речь идет об использовании смесителя в качестве ФД, то должны быть слова о высокой степени развязки LO-RF и согласовании IF, о длинах кабелей кратных lambda/2 от циркулятора до резонатора и до ФД, также для лучшего согласования. В статье приведено измерение амплитудных шумов, они существенно ниже фазовых, что позволяет частично компенсировать пролазы (циркулятор, ФД) путем коррекции постоянной составляющей на УПТ. По материалам статьи есть упоминание о нелинейности варикапа, не он ли?


По большому счету фликкер отдельно МШУ и других компонентов не столь важен. Важно, кто из них вносит максимальный вклад. За счет обратной связи с большим усилением, нелинейность будет скомпенсирована. Суммарная нелинейность как правило определяется оконечными каскадами, в противоположность КШ, для которого важен первый каскад. Поэтому концепцию компенсации фликкер шума переформулирую следующим образом:

Шумы = Усиление - Нелинейность - Погрешность выделения сигнала ошибки

Нелинейность и погрешность должны быть приведены к одному сечению. Причем для описания нелинейности параметр IP3 не подходит - как скалярный и не учитывающий фазовые набеги. Один из ярких примеров - полевые транзисторы, по IP3 превосходят биполярные, но имеют более высокий фликкер-шум. Между прочим, полевики на GaN имеют емкость затвора и стока раза в 3 меньшую, относительно GaAs, а линейность по IP3 сохраняется.


Кто портит шумы после 10 МГц? В радиолокации в дальней зоне нужно не выше -155 дБн, LMX позволяет. 10 мкс будет и до какой точности?


Через деление или перенос частоты?

Почему ниже -155? Всегда считал, что -140 достаточно


Меня больше беспокоит "пролаз" опоры на выход, который проявляется в виде "спуров" с уровнем -70..-75 дБн. У HMC такого не наблюдал. А по шумам действительно хорош.
На отладочной плате LMX шумы гораздо хуже полученных вами.

Сообщение отредактировал Cach - Feb 12 2018, 00:46

...

Как раз LMX и не позволяет. При включении делителя частоты картина другая. Правда, у меня еще вылез горбик от модулятора дробного делителя в районе 10-60 МГц.
В таких системах 10 мкс - космос, сами понимаете.
Вообще, новые LMX - самые убогие микросхемы последних лет в плане распиновки и разводки. Не удивительно, что помехи потом везде летают.