Есть задача: для СЕРИЙНОЙ продукции (тактирование АЦП) требуется генератор сигнала на 1ГГц. Мы его получаем путем умножения частоты опорного кварцевого генератора 125МГц (по схеме Колпитца). Всё хорошо, однако, начиная с 500МГц схема умножения получилась (вполне закономерно) капризная. Очень бы хотелось снять проблему...
Есть несколько предложений:
1.Использовать ФАПЧ- как источник тактовой, мы так и не нашли подходящий вариант (в основном, проблемы с джиттером...) может быть не попадались хорошие ГУНы и схемы детекторов...
Resume: пока Г.

2. Использовать диэлектрические резонаторы в качестве опорного резонатора... минусов несколько: примерно +/-10ppm на градус (для сильно нагревающейся прецизионной платы это много), +/-0.5% изначальная погрешность установки частоты (не знаю - можно ли ее менять , как обычно... ) и главное - никогда не делал такие штуки... хотя в руках держал...

3. Наиболее интересным решением получения чистого спектра, думается, все-таки использовать умножение опорного кварцевого генератора с фильтрацией на таких резонаторах...

Вот и вопрос, к Уважаемым профессионалам - кто то делал устройства с использованием таких резонаторов...
Есть ли какие нибудь ссылки и подобная информация... схемки (конечно на таких састотах лучше бы конструкцию посмотреть...)
И есть ли действительно преимущества (кроме технологических) по сравнению с контурами...

Спасибо. Николай.
ЗЫ. в качестве собственно резонаторов "возможно-предположительно предполагается" (сомнительная перспектива третьего порядка ) использовать

DR60D2W4-1000M от Token Electronics
http://www.tokenonline.net/dielectric/die-resonator.htm
ЗЗЫ. они готовы поставить несколько штук...

При чем здесь опорный кварцевый генератор, уважаемый Valery_Vlad ?

Джиттер будет всегда, весь вопрос в его количественной оценке.

Как я уже сказала, в любом случае необходимо разработать качественный ГУН.
Не исключено, что это может быть подстраиваемый кварцевий генератор с умножением.
Или более сложная схема.
Что такое "гарантированно чистый спектр", я не знаю.

Надо делать систему.

Не понял вопроса:

Не знаю как и отвечать.

Джиттер, конечно, существует всегда. Но есть одна особенность. В схеме с фапч есть возможность увеличить джиттер за счет неидеальных усилительных элементов ГУНа, в которых есть фликер-шумы и дробовые шумы. Это будет видно на анализаторе спектра в виде небольшого 3-4 dB (может и более) пьедестала под несущей в полосе, примерно 50 Гц. Схема становится сложнее, добавились: синтезатор, процессор и ГУН.
Если использвать умножитель частоты, то этого можно избежать.

Снимаю:

вместо этого:
"Без внесения дополнительных спектральных шумов", так будет точнее.

И ещё, я бы не стал усложнять схему, не зная требований к изделию. Выбор того или иного метода реализации за хозяином проекта. Здесь, среди других мнений, я изложил свое. Всё.

Наверное мне надо было сказать, как в некоторых предыдущих своих сообщениях: разные бывают умножители и разные бывают ФАПЧ. В том числе и в отношении шума в выходном сигнале.

Из Вашего ответа (первого, где упоминается "гарантированно чистый спектр") а так-же с учетом новой формулировки ("без внесения дополнительных спектральных шумов") можно сделать вывод, что Вы каким-то образом переносите чистоту спектра кварцевого генератора на спектр выходного сигнала умножителя.

Думаю, что этого нельзя делать.
Мощность шума на выходе умножителя больше входной шумовой мощности в квадрате коэффициента умножения, что соответствует усилению шумов в 6 дБ на октаву.
Это относится к частотным и фазовым шумам умножителя, амплитудно-модулированный шум не умножается.
Так как децибел, штука относительная, абсолютный уровень шума на выходе умножителя будет зависеть от шумовых свойств источника сигнала, т.е. кварцевого генератора.

Теперь посчитаем: если из 10 МГц высокостабильного термостатированного кварцевого генератора
(например ГК4-27ТС) сделать умножением 1 ГГц, это будет соответствовать коэффициенту умножения 100. Уровень мощности шумов при этом на выходе умножителя возрастет в 10000 раз, или на 40 дБ.
Уже по этому утверждение о том, что умножители не вносят дополнительных шумов не соответствуют действительности.

Но, как говорится в рекламе, это еще не всё.
Показанная мною оценка возрастания уровня шума относится к идеальному умножителю.
Существуют другие механизмы увеличения уровня шума на выходе умножителя, но здесь уже надо говорить конкретно , о каких умножителях идет речь.

Как Вы хорошо знаете, уважаемый Valery_Vlad , нет "просто умножителей".

Их всех можно разделить, как минимум , на две большие группы: умножители на нелинейных сопротивлениях и умножители на нелинейных емкостях. Каждая из этих групп , в свою очередь, может быть разбита еще на подгруппы:для подгруппы на нелинейных сопротивлениях: это умножители на диодах и транзисторные умножители, а для ёмкостных умножителей есть подгруппа варакторных умножителей, транзисторных параметрических умножителей, умножителей на ДНЗ и разные прочие эксклюзивные.

Шумовые характеристики этих умножителей, и соответственно механизмы их формирования разные.
Например, в моих любимых варакторных умножителях частоты есть механизм преобразования ЧМ шума в АМ шум, и наоборот, преобразование АМ шума в ЧМ шум. Имеет место так-же зависимость уровня шума от результирующего коэффициента передачи умножительно-усилительных цепочек, дополнительная фазовая модуляция, связанная с характеристиками селективных цепей и т.д.

Привожу две формулы:


Уровень ЧМ (ФМ) шумов на выходе СВЧ умножителя без учета дополнительных шумовых эффектов:


Рш=0.5*к*Т*тэта*п^2*Н(омега);

где:
кТ - шумовая мощность задающего генератора в полосе 1 Гц;
тэта -результирующий коэффициент передачи мощности усилителей и умножителей;
n - коэффициент умножения;
Н(омега) - передаточная характеристика межкаскадных избирательных цепей.


Уровень АМ шумов на выходе СВЧ умножителя без учета дополнительных шумовых эффектов:

Рш=0.5*к*Т*тэта*Н(омега);

Если, как Вы справедливо заметили, при использовании ФАПЧ чистота спектра выходного сигнала может сколь угодно приближаться к чистоте спектра опорного генератора, то в умножителе частоты чистота спектра выходного сигнала будет сколь угодно удаляться от чистоты спектра источника входного сигнала.

Но при использовании ФАПЧ имеется уникальный механизм фильтрации несущей, который отсутствует при других способах формирования СВЧ сигналов, вытекающий из самого его принципа действия.

При этом не берусь утверждать, что изначально в шумовом отношении ФАПЧ имеет какие-либо преимущества по сравнению с другими схемами.
Есть области применения , частотные диапазоны и схемные решения, где шумовое преимущество исключительно за схемами умножителями. А есть области применения, где нет альтернативы ФАПЧ.
Поэтому , повторюсь, для создания малошумящего СВЧ измерительного генератора надо сделать систему. В которой есть место и умножителю, и ФАПЧ, контроллеру и красивым синим светодиодам.
(У нас теперь без них никак... ).

Что касается "усложнения схемы".
Уже писала: применение ФАПЧ упрощает схему.
Завтра, наверное, пришлю схему и сборочный (топологический) чертеж генератора на фиксированную частоту 1ГГц со стабильностью используемого кварца.
Может кто-либо пришлет аналогичное , но с умножителем? Сравним?


Остаюсь Вашей, уважаемый Valery_Vlad ,

Направляю схему и топологию стабилизированного генератора на 1 ГГц.
Абсолютные размеры платы 40х40 мм. Обратная сторона полностью металлизирована, кварц находится на обратной стороне, материал основания: стеклотекстолит 0.5 мм.
Жду аналогичное с применением умножителя.
После этого сравним, уважаемый Valery_Vlad.
(Это к вопросу о сложности схемы получения частоты 1 ГГц).

...Можно и мне вмешаться в разговор?...

Вот, пожалуйста! генератор на умножении на 1ГГц (транзисторный в Вашем определении типа умножения)... (собственно генератор, из за которого весь сыр-бор...)
Размеры 40.5 на 18 мм...
на обратной стороне - одна дорожка питания, остальная часть - как и в Вашем примере - земля...

...вообще то "критерий истины - практика" ... как говорили преподаватели марксистско-ленинской философии...в своё время...
... можем ли мы попросить Вас, уважемая Mirabella Ваш экземпляр генератора для проведения сравнительного анализа?... на каких либо условиях... Соответственно можем Вам предложить провести сравнительную процедуру с нашим генератором... (г.Москва)?

На схемку можно взглянуть?
В состав этой схемы входит генератор исходной частоты?
Какова выходная мощность аппарата? (наша: 25 мВТ с одного из выходов).


Указаный генератор не делался как малошумящий, он приведен в качестве примера того, что ФАПЧ - это не сложно в схемном или конструктивном отношении. Тем более, в отношении показанного мною устройства не ставилась задача минимизации габаритов. Как мне показалось, этот вопрос можно закрывать.
Что касается передачи для сравнения: без вопросов, могу просто подарить, это старый макет.
А могу прислать файл фотошаблона, делается все остальное просто (для профессионалов ).

Ничего особенного. Образец схемотехники прошлого века. Качественные показатели ниже среднего. Даже не интересно. Я такими элементами не пользовался, не застал.



Трудно говорить не зная схемы. Но хуже, чем с фапч не будет.

Сообщение отредактировал Valery_Vlad - Oct 2 2006, 11:19

...O!

...Схему могу выслать через некоторое время... прошу паузу..., если действительно это нужно и важно...
...Посмотрите на рисунок - там по-моему можно понять практически всю схемотехнику...
кроме некоторых номиналов...

На привеженном генераторе есть кварцевый генератор на резонаторе (в центре отсканированного устройства, он одет в термоусадку черного цвета) на 125МГц... схема Колпитца (рекомендую)
Белые "фигУшки" - это катушки индуктивности... на разные номиналы (нано Генри)...
Сигнал на выходе -порядка уровней PECL...


Согласен, что ФАПЧ, как способ умножения частоты, наверное, наиболее простое решение, если не предъявлять серьезных требований по ряду параметров... у нас это один из них - (в конечном счете) -джиттер...
... повторюсь, что мы не видели приемлемых результатов генераторов на основе ФАПЧ...

Проще... иногда использовали просто одну микросхему MC12429,MC12430, MC12439... на них совсем просто:... 16МГц кварц резонатор, штуки 3 конденсатора, да еще резистор...но вот в качестве тактового генератора... использовать можно,если не важен результат ...

...вопрос с тестированием не малошумящего генератора... отпадает само-собой... смысл ?
Но все равно спасибо...

Lonesome Wolf: мысль об использовании SAW на 1030МГц, вполне возможно, будет востребована и интересна, Отдельное Спасибо...


А все-таки, а про диэлектрические резонаторы...
кто нибудь выскажется... весь Китай ждет в нетерпении - будем ли их заказывать... (шутка, конечно...)

Простите, уважаемый Valery_Vlad , уже, как говориться, не корысти ради...
О каких качественных показателях Вы говорите?
Не так давно я уже (по моему, Вам же) говорила, что устройство не может быть "плохим" или "хорошим", "качественным", или "некачественным". То-же самое можно сказать и о его "показателях", т.е. технических характеристиках.
Любое устройство должно обладать совокупностью нужных технико-экономических характеристик.
И все.
Показанное мною устройство обладает такой совокупностью.
Да, оно не формирует "малошумящий" выходной сигнал.
Да, стабильность выходного сигнала здесь явно не 10^-12.
Да, его выходная мощность всего 25 мВт, а не 25 Вт или 25 Квт.
Да, этот аппарат потребляет аж 20 мА, а не 2 мА или 0.5 мка.
Да, его размеры 40х40 мм, а не 4х4 мкм.
Его стоимость в изготовлении(на то время и для нас) была около 1000руб, а не 10 копеек...

Но сделано в свое время оно было для замены генератора (гетеродина) на аналогичную частоту, выполненного по схеме умножения. Который до этого выпускался десятилетиями!
По причине сложности настройки , существенной дороговизны изготовления, зависимости характеристик от температуры, необходимости подбора кварцев и т.п.

И Вы представляете, уважаемый Valery_Vlad , когда к смесителю приемника вместо штатного гетеродина подключили этот, чувствительность его не ухудшилась! Как и другие характеристики.
А характеристики точности определения частоты улучшились, как и некоторые эксплутационные характеристики и технологичность изготовления изделия в целом.
Поэтому попрошу Вас стараться избегать неоправданно оскорбительных выражений по отношению к техническим устройствам.

Для этого есть люди.

Тем не менее остаюсь Вашей,

Не удержался сделать некую ремарку .
Разговор беспредметный, в общем-то.
Уж больно велика пропасть между принципиальной возможностью сделать что-либо и как это будет сделано в конкретном случае, согласно этой самой возможности.
Далеко за примером ходить не буду. Несколько лет назад, когда еще я был несведущ совсем (почти как и сейчас, впрочем ) в этой области, заказали одночастотные синтезаторы для радилокационной системы. Сделали нам, clutter reduction плохенький очень получился, полез я смотреть - сделано принципиально правильно: низкочастотный кварц->высокочастотный VCXO->умножитель. Но результат... Я не стал разбираться, просто заменил одночиповым синтезатором + VC DRO и все. Чуда не случилась - кварц плохенький был уж очень, но 10 дБ выиграли. Изготовитель потом удивлялся - ну мы же правильно делали...
К чему я все это. Обсуждаются ведь принципиальные подходы, а приводятся примеры конкретных устройств в качестве обоснования своей позиции. Это, IMHO, не совсем корректный подход.

А кому сейчас нужен MC12147 c ее фазовыми шумами -85dBm/Hz на 10 кгц? Возьмите MAX2620 с шумом -100dBm/Hz на 10 кгц. Там, кстати , и диэлектрический резонатор сразу нарисован в стандартной аппликухе в даташите. Процессор и контроллер PLL конечно нужны, кудаж без них. Можно сэкономить один корпус и нервы в построении VCO, поставив ADF4360-7 с шумами тоже -100dBm/Hz на 10 кгц. А если говорить о тактировании АЦП то прямая дорога в http://pdfserv.maxim-ic.com/en/an/AN800.pdf

...ну, уж если честно, то лучше использовать VCO190-992 от VARI-L, там -113dBc/Hz на 10кГц и -133dBc/Hz на 100кГц отстройке...
информация с любезно выкинутого в свободное "плавание":
http://www.national.com/appinfo/adc/files/...AN_C.pdf#page=2
 VCO190_992T.pdf ( 394.39 килобайт ) Кол-во скачиваний: 347

но, по сравнению со схемой умножения на ФАП... хотелось бы лучше...

ЗЫ...как бы мне сейчас замерить наш генератор и привести "циферки"...

Уважаемый khach!
Ну почитайте внимательно содержание нашей ненавязчивой беседы!
Никто не предлагает использовать MC12147 или какую-другую м.с для решения поставленной уважаемым nicom задачи.
Очередной раз появилось утверждение, что ФАПЧ - это сложно, по крайней мере сложнее, чем умножение частоты.
Для иллюстрации неправомерности такого утверждения была показана конкретная конструкция.
Не самая лучшая, не самая худшая. Это старый макет, в котором не стремились сделать минимальные габариты, можно было убрать дополнительный усилитель, сделать двухстороннюю печать и двухсторонний монтаж, габариты уменьшились бы весьма существенно.
Кроме того, показана конструкция умножителя, кому надо - сравнили, после чего этот вопрос можно считать закрытым!
И всё!

Нет все-таки не все.
Способ ведения бесед на технические темы гороздо более продуктивен, когда идет обмен собственным (личным!) опытом с предьявлением разработанного "железа" со всеми его недостатками.
По крайней мере видно, с кем имеешь дело, а то иногда (часто!) бывает, что "за душой" у твоего оппонента (или советчика) ничего нет, кроме острого желания противоречить.
(уважаемые коллеги nicom и Valery_Vlad, это не к Вам).


Теперь к вопросу: а кому нужна с такими-то фазовыми шумами.....
Нужна, порой очень нужна. Хотя-бы потому, что уровень фазовых шумов -это далеко не единственная характеристика генератора.
Где-то эта характеристика чрезвычайно важна - как сейчас для уважаемого nicom, а где-то нет, зато важны другие характеристики этой микросхемы :низкая стоимость или простая установка кода частоты . У этой микросхемы (и ей подобными) есть своя "экологическая ниша".

Немного поражает маниакальное стремление к крайностям: если уж программа моделирования, то обязательно самой последней версии, если синтезатор, то только с минимальным уровнем шумов, если уж усилитель, то с минимальной неравномерностью, максимально широкополосный и т. д.
Увы, это радиолюбительский подход......
У профессионалов реализация каждой из характеристик что-то стоит.

Уважаемые коллеги, уже много раз было сказано: Не все йогурты одинаковы!

А какие меры по снижению шума этого генератора Вы приняли?

Вы же понимаете, уважаемый nicom, что гордое имя малошумщего усилителя , например, может носить далеко не каждый усилитель.
При конструировании малошумящего усилителя принимаются специальные меры, начиная от выбора транзисторов и кончая выбором схемы фильтрации питания. (извините, что говорю элементарные вещи...)
При этом получаются разные по уровню шума малошумящие усилители.
Коэффициент шума некоторых измеряется децибелами, а некоторых - в градусах.

Так-же и генераторы: надо специально делать специальный малошумящий генератор.
Но, утверждаю, в этом случае это будет система, состоящая из....., а не ФАПЧ, умножитель, или генератор с ДР (кстати - один из худших вариантов!).




В свое время (это когда я была молодой и красивой, сейчас я просто красивая ) мы делали "измеритель чистоты спектра сигналов".
Без всяких контроллеров, но имели возможность сравнивать различные генераторы как говорится, "до того как".
Помню даже первоисточник принципа, простого и точного: журнал "Вопросы радиоэлектроники", серия "Радиоизмерительная техника".
Если найду, сообщу.




Думаю, что уже пояснила это подробно.

Уважаемая Mirabella!
...несколько вопросиков, думаю по-существу..., а то меня уже задавили...
...так понимаю, что Вы работали с генераторами на ДР... и утверждаете, что они получались хуже...
мне хотелось бы знать, почему так получалось? собственно плохие материалы, конструкция... честно говоря, думал, что на них, наоборот, должно получиться хорошо...
Во всяком случае, мне так представлялось...
На таких частотах под (1ГГц) ведь порядок катушек индуктивностей - единицы нГн... совместное использование с конденсаторами... ну, не как не может создать на таких частотах (если использовать SMD типономиналы) контур с добротностью под 500, о которых обещает производитель готовых изделий на ДР... (ссылка была выше)... согласен, что зависит от многих параметров, но, увы, не получается практически...

Кроме того... любая информация востребована... (найдёте ссылку на измеритель... )
Мы измеряем посредством сбора данных с последующей обработкой через БПФ..., благо позволял гигантский буфер ...

В продолжении... мой знакомый говорил, что существует специальная система для улучшения джиттера,
какая то двухконтурная ФАП...

Проблема в том, что достать автора не могу...

Прямо, как в старом анекдоте...:
Год 197х...
Идет, вынесение на суд партийных деятелей картины известного художника, лениниста... такого то... картины: ленин в Польше... (так и порывался сказать - презентация...)
Собрались высочайшие боссы, участники штурма зимнего, члены партии с 1905года, участники 1 съезда советов...верхушка власти... огромное полотно закрыто белым сукном... все в трепете...
Выступает ведущий... это величайшее произведение... и пр...
снимают полотно... а там, протите, кровать, а на ней Феликс Эдмундович и Надежда Константиновна ...Это самое...

У всех ...недоумение...

Ведущий: ... а где же товарищ ... ленин...?!!
Автор: Как где... в Польше...!!!

... в общем ... автор двухконтурной ФАПЧ... уехал в Польшу... и там потерялся...