Добрый день.

Необходимо сделать умножитель частоты. Имеется опора ГК-87 на частоту 100 МГц, уровень на выходе 400мВ. Нужно получить 500МГц, при как можно меньшем шуме умножителя. Может есть у кого-нибудь идеи?

Данных явно мало.
Как минимум надо знать тот минимальный уровень выходного сигнала, который Вам нужен.
И что Вы понимаете под меньшем шуме?
И каков допустимый уровень других частот?

По простому проблемно не кратно 2 если умножать то придется сразу на 5.

Шум умножителя - имеешь ввиду фазовые шумы на выходе умножителя. то учти что даже идеальный умножитель увеличит уровень фазовых шумов входного сигнала в N раз (5).

Возможно лучше через фапч.

Можно подать сигнал на скоростной логический элемент , сформировать из него хороший меандр , а потом подать на контур , который выделит из него 5-ю гармонику , то есть 500 мгц . Для улучшения фильтрации соседних гармоник - можно применить не простой контур , а полосовой фильтр .

ФАПЧ лучше , если важно хорошо подавить гармоники основной частоты . Но фазовый шум будет меньше при использовании прямого умножения - нет генератора с варикапом , нет петли обратной связи , нет фазового детектора , который тоже вносит свой шум .

Не всегда. Зависит от качества опоры. Если взять тяжелую петлю фапч, плюс есть еще вариант после фапч получить сигнал в несколько раз более высокой частоты а потом поделить.

С широкополосной обратной связью и приличным VCO шум может быть весьма малым.

P.S. Как правильно заметила Mirabella, надо четче и подробнее определить ТЗ. Существует множество решений, каждое из которых имеет свои преимущества и недостатки. Выбор оптимального зависит от исходных требований. Бессмысленно обсуждать преимущества одной схемы над другой, улучшающие фазовый шум с 2 ps RMS до 1 ps RMS, если надо просто лучше 100 ps.

Конечно , всё от условий зависит . В данном случае , ИМХО , при опорном кварцевом генераторе , лучше применить умножитель , так как фазовый шум опоры изначально мал , и малый шум на выходе этот способ позволяет получить проще всего .

А насчёт ФАПЧ - шум на выходе будет меньше , чем на входе , только при сочетании двух условий - большом шуме опоры и узкополосной петле + малошумящий VCO . То есть , VCO должен шуметь меньше опоры . А если у нас опора сама по себе очень хорошая ? Например , опора - хороший кварцевый генератор , тогда как ? А тогда , ИМХО , мы не можем получить шум выхода МЕНЬШЕ , чем на входе . Либо получим в пределе столько же - при бесшумном фазовом детекторе и очень большом петлевом усилении , либо больше на некоторую величину , зависящую от шума VCO и петлевого усиления ФАПЧ . Но усиление мы разгонять до бесконечности не можем , так как бесшумный фазовый детектор существует только в идеале , да и про устойчивость забывать нельзя Как всегда , везде компромисс

Сообщение отредактировал deemon - Mar 9 2007, 23:17

Это совсем и абсолютно не так!
Никакого отношение уровень гармоник основной частоты управляемого генератора
к использованию или не использованию его в составе ФАПЧа не имеет.





Это утверждение абсолютно не верно!
Недавно здесь уже были подобного рода заявления, и я приводила формулы для сравнения уровня шумов при использовании ФАПЧА и "простого" умножения.
Поищите по форуму, могу и повторить.


Крайне советую почитать хорошие старые советские книжки:

По поводу ФАПЧ:

В.В. Шахгильдян, А.А. Ляховкин "Фазовая автоподстройка частоты" 1966 г.

По поводу умножения частоты:

Б.Н. Красноголовый, Л.Г. Плавский " Варакторные умножители частоты". 1979 г.

В этой книжке посмотрите стр. 254.






Да.......

А не могли ли Вы указать на источник этой информации?



А не могли ли Вы указать на источник этой информации?




А не могли ли Вы указать на источник этой информации?

Господи ты Боже мой ...... какие нафиг гармоники управляемого генератора ??? При чём здесь управляемый генератор ? Речь идёт об УМНОЖЕНИИ частоты . Вам приходилось умножать частоту ? Берём основную частоту ( здесь - 100 мгц ) , генерируем её гармоники , и контуром выделяем нужную нам гармонику . В данном случае - пятую гармонику . ПОнимаете ? Вот , значит , и из-за неидеальной избирательности контура на выход проникают , кроме полезной , ещё и нежелательные гармоники основной частоты . В данном случае , если использовать меандр , это будут НЕЧЁТНЫЕ гармоники , то есть 3-я , 7-я , 9-я , и так далее . Если подавление этих нежелательных гармоник недостаточно , то имеет смысл применить фильтр с высокой избирательностью . Если и его недостаточно - то можно применить ФАПЧ . В чём польза ФАПЧа ? Да в том , что можно топологически разнести цепи основной частоты и выходной , VCO заэкранировать , а сигнал ОС с ФД на управляемый генератор пропустить через узкополосный фильтр , который все ВЧ сигналы ОЧЕНЬ сильно подавит . Таким образом , мы можем обеспечить выходной сигнал , в котором основная частота ( в данном случае - 100 мгц ) , и частоты из ряда нечётных её гармоник будут на уровне шумов . ТАк понятнее ? Или про это не написано у Гоноровского ?

Ну , и КАКИЕ Вам источники нужны ? Я делаю выводы на основании механизма работы ФАПЧ . Откуда мне знать , в какой книжке и на какой странице это написано ? ЧТо Вы мне хотите доказать каким-то формулами ? Я ясно и понятно написал , в каких случаях фазовый шум на выходе ФАПЧа будет больше входного , и в каких случаях - меньше . Это называется - предельные случаи . Хотите более конкретно ? так и считайте по формулам , сколько влезет , но в этой теме нет даже исходных данных для расчёта , что в формулки-то подставлять будем ??? С потолка цифирки брать ? Или охота просто поумничать ? И КАК , интересно , ВЫ хотите обосновать , что шум правильно сделанного прямого умножителя будет больше , чем у петли ФАПЧ ? С чего Вы это взяли ? Это будет , только если VCO на кварце , но тогда , чёрт подери , что нам мешает поставить этот же кварц в фильтр для прямого умножения ? И тогда ФАПЧ опять проиграет при прочих равных условиях . Откуда столько апломба и дурацкого желания всем доказать , что Вы прям-таки вот всех умнее и всё знаете ? Да тем более , что это вовсе не так . Читайте лучше вашего Гоноровского , чем людям мозги пудрить .
Нет , блин , я просто охреневаю

+2



1) Тут следует уточнить, что это утверждение относиться только для частот лежащих вне полосы ФАПЧ и сравнение производится с шумами опоры, приведенными к выходной частоте системы . Такой случай характерен не только для плохой опоры, но и для больших коэффициентов умножения. Именно поэтому связка, low-noise VCO (ДР, к примеру) + хороший высокочастотный кварц и является одним из наилучших решений для СВЧ.

2)Для рассматриваеиого случая, прямое умножение - единственно верное решение.

3) Можно существенно уменьшить шумы ФАПЧ, применяя sampling phase detector (это следует из элементарных соображений, большинство из которых приведено уважаемым deemon при перечислении источников шумов ФАПЧ, но это достаточно хлопотное дело.

Можно ссылку на сравнение шумов ФАПЧ при "обычном" и семплирующем ФД? Если конечно такая апнота где-либо существует. Интересует правильный выбор апертуры семплирующего ФД.

1. Польза ФАПЧа (используемого для стабилизации частоты) только в одном : в возможности переноса стабильности частоты опорного генератора в область более высоких частот.

2. Какой-то "основной" частоты в ФАПЧе нет , есть опорная частота и выходная частота ГУН (VCO по Вашему).

3. Рассуждения по поводу возможности "..топологически разнести цепи.." характеризуются часто используемым на форуме словом, которое я, как порядочная женщина, принципиально не употребляю.

4. К великому сожалению, вынуждена сделать вывод (не обижайтесь, это же не off-top, где можно безнаказанно словоблудничать) : Вы (что меня не удивляет) и не только Вы (что меня очень сильно удивило) абсолютно не знаете как устроена и работает ФАПЧ.
Вы пишите: "...а сигнал ОС с ФД на управляемый генератор пропустить через узкополосный фильтр , который все ВЧ сигналы ОЧЕНЬ сильно подавит . ".
Вот именно на основании этого Вашего "выражении" я и делаю такой вывод.


Поясняю Вам и еще некоторым умным:

В составе ФАПЧ отсутствует некий "узкополосный" фильтр , который "...все ВЧ сигналы очень сильно давит."
Да, в ОС стоит фильтр, но его основное назначение не заключается в подавлении каких-то ВЧ сигналов.
Этот фильтр фильтрует сигнал обратной связи ("биения" на выходе ФД). Его назначение другое: обеспечить амплитуду и фазу сигнала подстройки такими, чтобы происходил захват и удержание частоты ГУН. И всё. Внешне он далеко не похож на узкополосный ВЧ фильтр - часто это просто RC цепь. Хотя конечно, он "давит" все "остатки высокочастотных сигналов", могущие появиться на выходе ФД. Но при правильном проектировании ФД амплитуда этих остатков не может нарушить работу системы.
Сам по себе этот фильтр не обеспечивает какой либо-фильтрации ВЧ сигналов:

Фильтрующими свойствами (по ВЧ) обладает сама система ФАПЧ - как [b]динамическая система, т.е. реагирующая на внешние и внутренние возмущения.[/b]
Это не слишком сложно для понимания?
Можно по другому: все элементы, входящие в ФАПЧ, обеспечивают её фильтрующие свойства.

И если мы кому-то беремся советовать "применить ФАПЧ", мы должны пояснить: о чем идет речь.
Здесь возможны принципиально разные варианты:
-использование типовой системы ФАПЧ. В этом случае устройство можно представить в виде черного ящика, на который подается напряжение питания и из которого "выходит" стабильный ВЧ сигнал.
-использование ФАПЧ в виде фильтра, например, для фильтрации сигнала, полученного умножением частоты. В этом случае устройство представляет собой черный ящик, имеющий ВЧ вход и ВЧ выход, и естественно вход питания.
Принцип работы этих двух устройств абсолютно одинаков.

Но с учетом Вашего "начального" уровня знаний в этой области не вижу смысла в дальнейшем растолковывании элементарных вещей.

Вам проще почитать что-нибудь популярное, соглашаюсь с тем, что рекомендуемая мной литература для Вас чрезвычайно сложна.

Прямого сравнения не встречал, просто народ указывает, что использует sampling phase detector для уменьшения фазовых шумов по сравнению с традиционной ФАПЧ. Применение смесителей вместо цифровых ФЧД - из этой же оперы. Косвенно можно судить из сравнения шумов высокочастотных phase-locked DRO с таковыми, которые могут быть получены с использованием традиционной ФАПЧ - это когда шумы прескалера (даже не p/(p+1)) и ФД начинают доминировать.