реклама на сайте
подробности

 
 
> ФАПЧ или АПЧ, Поделитесь опытом создания гетеродинов.
oles_k76
сообщение Jun 5 2007, 19:16
Сообщение #1


RF
***

Группа: Свой
Сообщений: 321
Регистрация: 12-04-06
Из: Berlin
Пользователь №: 16 046



У многих инженеров рано или поздно возникает задача создания гетеродинов с хорошими параметрами стабильности частоты(близких к кварцевой) и хорошими фазовыми шумами.

Можно ли решить такую задачу с помошью узкополосного гуна и системы АПЧ?
И можно ли решить эту же задачу традиционным ФАПЧем.

Требования
хороший спектр -лучше -120дбс на 100кгц частота~10ггц.
отсутствие паразитных спектральных компонент.
перестройки частоты нет.
Время выхода на частоту не более 10сек.


--------------------
теперь питание компьютера можно отключить
Go to the top of the page
 
+Quote Post
2 страниц V  < 1 2  
Start new topic
Ответов (15 - 26)
oles_k76
сообщение Jun 7 2007, 15:05
Сообщение #16


RF
***

Группа: Свой
Сообщений: 321
Регистрация: 12-04-06
Из: Berlin
Пользователь №: 16 046



Цитата(khach @ Jun 7 2007, 16:45) *
Ну тогда ловите патент- шайба ДР приклеена к керамическом теплопроводу, который сидит на небольшом элементе Пельтье. Основное требование к керамике ДР- чтобы температурная характеристика была....
......Гистерезис моторчика (люфты в шестернях) был в алгоритме учтен.



1. И какие параметры были достигуты?

2 smile.gif а позвольте спросить сколько стоит такой генератор?


--------------------
теперь питание компьютера можно отключить
Go to the top of the page
 
+Quote Post
DRUID3
сообщение Jun 7 2007, 15:50
Сообщение #17


山伏
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 827
Регистрация: 3-08-06
Из: Kyyiv
Пользователь №: 19 294



Цитата(олесь @ Jun 7 2007, 15:16) *
АПЧ
Да и выходную частоту можно легко перестраивать с шагом ЦАП пусть даже не в строгой сетке,
но с очень мелким шагом, а какой коэфициент деления потребуется для фапч дабы этого достичь?

Берете DDS от AD с его-то шагом перестройки и ставите как "опору" для фазового детектора. И получаете шаг "не хуже" biggrin.gif .

Цитата(khach @ Jun 7 2007, 14:12) *
А с цифровой петлей вы ФАПЧ никогда не сделаете ( не удержите генератор с точностью до фазы), разве что будет ОЧЕНЬ высокодобротный резонатор ( сапфировое кольцо или сверхпроводящий). Получится только АПЧ. И частота будет гулять в районе нескольких сотен герц- килогерц (вандер). Тут подходят режимы управления типа ПИД- достаточно медленно, с колебаниями, выходим на частоту и потом пытаемя ее удержать.. Но про улучшение спектра сигнала по сравнению с free running VCO прийдется забыть- на такое способен только полноценный ФАПЧ, синхронизирующий с точностью до фазы.

Да синхронизацией с точностью до фазы и не пахнет. PSK принимать опасно. А вот с выделенной фразой вынужден не согласиЦЦо! При медленном уменьшении диапазона подстройки и увеличении времени установки частоты спектральная картина колебаний в такой системе стремиться к спектру самого VCO.


--------------------
Нас помнят пока мы мешаем другим...
//--------------------------------------------------------
Хороший блатной - мертвый...
//--------------------------------------------------------
Нет старик, это те дроиды которых я ищу...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Mirabella
сообщение Jun 7 2007, 16:03
Сообщение #18


старушка-процентщица
****

Группа: Свой
Сообщений: 817
Регистрация: 8-03-06
Пользователь №: 15 067



Цитата(олесь @ Jun 7 2007, 16:16) *
Достигается только долговременная стабильность- близкая к кварцевой,


Это экспериментальные данные? Т.е на 10 ГГц Вы имеете стабильность, соответствующую кварцевому генератору?

Цитата(олесь @ Jun 7 2007, 16:16) *
Фазовый шум узкополосного гуна-дро при расстройках 1-5 мгц очень даже приятный и всего на пару-тройку ДБ хуже самого ДРО.


Как это понимать, поясните пожалуйста.

Цитата(олесь @ Jun 7 2007, 16:16) *
Система работает практически в статике.


Даже в непрерывной системе ЧАП не получается "статики" по определению.
В.А. Левин, "Стабилизация дискретного множества частот".


Цитата(олесь @ Jun 7 2007, 16:16) *
Да и выходную частоту можно легко перестраивать с шагом ЦАП пусть даже не в строгой сетке,
но с очень мелким шагом, а какой коэфициент деления потребуется для фапч дабы этого достичь?


Не получится "мелкого шага".
По крайней мере система ЧАП в этом отношении гораздо хуже, чем ФАПЧ.


P.S. Вообще-то преимущества ФАПЧ по сравнению с ЧАП общеизвестны. Давно.
Как Вы считаете, почему интегральные стабилизаторы частоты делают всё-таки по схеме ФАПЧ?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
oles_k76
сообщение Jun 7 2007, 19:40
Сообщение #19


RF
***

Группа: Свой
Сообщений: 321
Регистрация: 12-04-06
Из: Berlin
Пользователь №: 16 046



Цитата(DRUID3 @ Jun 7 2007, 18:50) *
Берете DDS от AD с его-то шагом перестройки и ставите как "опору" для фазового детектора. И получаете шаг "не хуже" biggrin.gif .

А Вы думаете что спектр у DDS настолько хорший что уже надо бежать занимать очередь biggrin.gif ?
Что-то я не встречал DDS способных работать на 10ГГц напрямую, но даже те варианты которые мы пробовали различным образом сместить на 10ггц не дали удовлетворительных результатов. sad.gif
А частота перестраивалась удивительно приятно, герцами 05.gif ,

Хочу добавить что потом эти 10 ггц умножаться будут прямым умножением на 9-15 раз.
И тут все нехорошее вылазит до неприличия 1111493779.gif

Цитата(Mirabella @ Jun 7 2007, 19:03) *
Не получится "мелкого шага".


Тоесть Вы утверждаете что если полоса перестройки ГУН например 5мгц, а я ее "разобью" грубо говоря на 4096(12 бит) то я не получу шаг в 1-2кгц? 07.gif Эт почему?
А если я возьму 65536 (16бит) то тоже не получу 05.gif ?
Поясните пжлста

Цитата(Mirabella @ Jun 7 2007, 19:03) *
Как это понимать, поясните пожалуйста.


Что тут непонятного, какой спектр имеет ДРО?
А теперь подключаем линию с варикапом, гдето рядышком.
Так вот при малом диапазоне перстройки гундро его фазовые шумы ухудшаются незначительно 2-3 дб.

ps. В любом частотомере отечественного производства выведена подстройка частоты.
А дорогой отечественный производитель "морион" рекламирует широкий выбор кварцевых генераторов с подстройкой частоты и достойными фазовыми шумами... a14.gif


--------------------
теперь питание компьютера можно отключить
Go to the top of the page
 
+Quote Post
DRUID3
сообщение Jun 7 2007, 19:47
Сообщение #20


山伏
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 827
Регистрация: 3-08-06
Из: Kyyiv
Пользователь №: 19 294



Цитата(олесь @ Jun 7 2007, 22:08) *
А Вы думаете что спектр у DDS настолько хорший что уже надо бежать занимать очередь biggrin.gif ?
Что-то я не встречал DDS способных работать на 10ГГц напрямую, но даже те варианты которые мы пробовали различным образом сместить на 10ггц не дали удовлетворительных результатов. sad.gif
А частота перестраивалась удивительно приятно, герцами 05.gif ,

Хочу добавить что потом эти 10 ггц умножаться будут прямым умножением на 9-15 раз.
И тут все нехорошее вылазит до неприличия 1111493779.gif

biggrin.gif Ну я Вам могу посоветовать заказать разработку этого синтезатора мне tongue.gif . А причем там напрямую??? И смещать ИВо ненадобно smile.gif . Я предлагаю в петлю ФАПЧ включить DDS подающий опорное колебание на ФД. Он работать должен на частоте сравнения. Фазовый шум можно получить настолько низкий, что даже страшно себе представить. biggrin.gif Шумы DDS прилагаю.
Эскизы прикрепленных изображений
Прикрепленное изображение
 


--------------------
Нас помнят пока мы мешаем другим...
//--------------------------------------------------------
Хороший блатной - мертвый...
//--------------------------------------------------------
Нет старик, это те дроиды которых я ищу...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
oles_k76
сообщение Jun 8 2007, 09:42
Сообщение #21


RF
***

Группа: Свой
Сообщений: 321
Регистрация: 12-04-06
Из: Berlin
Пользователь №: 16 046



Цитата(DRUID3 @ Jun 7 2007, 22:47) *
biggrin.gif Ну я Вам могу посоветовать заказать разработку этого синтезатора мне tongue.gif . А причем там напрямую??? И смещать ИВо ненадобно smile.gif . Я предлагаю в петлю ФАПЧ включить DDS подающий опорное колебание на ФД. Он работать должен на частоте сравнения. Фазовый шум можно получить настолько низкий, что даже страшно себе представить. biggrin.gif Шумы DDS прилагаю.
a14.gif

Это конечно все хорошо, но вам не кажется что слишком усложняете решение для той задачи о которой идет речЬ?

biggrin.gif Вижу что угодно..., но Фазовый детектор будет!!!


--------------------
теперь питание компьютера можно отключить
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Mirabella
сообщение Jun 8 2007, 13:57
Сообщение #22


старушка-процентщица
****

Группа: Свой
Сообщений: 817
Регистрация: 8-03-06
Пользователь №: 15 067



Цитата(олесь @ Jun 7 2007, 23:40) *
Тоесть Вы утверждаете что если полоса перестройки ГУН например 5мгц, а я ее "разобью" грубо говоря на 4096(12 бит) то я не получу шаг в 1-2кгц? 07.gif Эт почему?
А если я возьму 65536 (16бит) то тоже не получу 05.gif ?
Поясните пжлста


Вообще-то уважаемый коллега khach пояснил все достаточно подробно.
Я могу сказать более конкретно: порочен сам предлагаемый принцип стабилизации частоты.

Вы пишите:

"...Вобщем я соорудил цифровой АПЧ,
там измеряется частота, а потом цап дает напругу на ГУН.
ГУН берется узкополосный, а цап с побольше точек..."


Другими словами, Вы предлагаете систему частотной автоподстройки, причем не непрерывную, а периодическую. Частотной в том смысле, что у Вас в системе имеется датчик (измеритель) частоты, определяющий имеющееся в системе рассогласование между заданной и фактической частотой.

Весьма для меня интересен вопрос: а каково время реакции системы и точность поддержания частоты?

Ведь вам надо как-то сформировать измерительный интервал времени, заполнить его импульсами образцовой длительности, получить код "текущей" частоты, сравнить его с "установленным значением", принять решение о том, куда и на сколько надо изменить управляющее напряжение, сформировать требуемый код для ЦАПа, преобразовать код в напряжение.
Всё это можно реализовать, но зачем такие сложности, если результат будет заведомо хуже, чем с применением ФАПЧ.

Надежда на то, что "...цап побольше точек.." позволит повысить точность удержания частоты необоснована. "Разрядность" всей Вашей системы будет зависеть от реализуемой точности измерения частоты и времени измерения , само по себе увеличение числа разрядов не приведет к увеличению точности.
(Промежуточные рассуждения опускаю).
Увеличение точности измерения возможно за счет увеличения времени измерения, но для целей стабилизации частоты так поступать нельзя: теряется смысл измерений.

Вот почему существовавшие ранее системы ЧАП все-таки были непрерывными.
Непрерывность их основывалась на том, что для измерения частоты использовались частотные дискриминаторы, которые непрерывно формировали управляющее напряжение.
Но как общеизвестно, гораздо выгоднее непрерывно измерять фазу, а не частоту.
(А во почему-написано практически во всех учебниках по теме, не буду повторяться).

Но если Вас устраивает система ЧАП (вернее, её более худшие характеристики, чем у ФАПЧ), если Вас вполне устраивает чистота спектра ДРО, если это именно гетеродин приемного устройства, есть аж три более простых технических решения:

1. Оставить ДРО в покое и не лепить к нему абсолютно никаких "примочек".
Только надо от него взять часть мощности для Вашего измерителя частоты.
Максимум, что можно (и нужно) -обеспечить ему принудительную термостабилизацию.
Все вопросы, связанные с последствиями ухода частоты гетеродина (10 ГГЦ!) решать "внизу".
Наверное вы переносите свой сигнал вниз , а не вверх.
Принцип простой: обратной связи нет , измеряется частота этого гетеродина и измеренное значение используется далее. Если у Вас есть второй гетеродин, то можно изменять его частоту, компенсируя уход частоты первого гетеродина.

2.Заменить измерение частоты определением двух порогов: "не выше" и "не ниже".
Это даст уменьшение время реакции системы. Естественно, определение порогов надо сделать на простом частотном дискриминаторе, без всяких цифровых дел.
Частота генератора будет изменяться в неком коридоре, и только при выходе из него последует управляющее воздействие.

3. Сделать непрерывную ЧАП.



Успехов.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
FDS
сообщение Jun 9 2007, 09:32
Сообщение #23


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 244
Регистрация: 2-08-06
Пользователь №: 19 255



Я буду конкретен.Если необходимо быстро получить синусоидальный сигнал 10ГГц с заданным шумом,то рекомендую схему:Берём ГУН от Synergy - DCSO2488-12 (шум -117 на 10кГц),фапчируем его,выходной сигнал умножаем на 4,получаем около 10 ГГц на выходе.Для обеспечения требуемой полосы - берём другой ГУН с требуемой полосой,фапчируем и "замешиваем" его с 10ГГц серез смеситель,гармоники по выходу фильтруем.Вот такое предложение.....
Go to the top of the page
 
+Quote Post
bakhmat
сообщение Jun 9 2007, 11:18
Сообщение #24


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 107
Регистрация: 14-03-07
Из: Ерментау, Томск, Сургут, Berlin
Пользователь №: 26 148



Ещё один вариант: DRO 10GHz + Prescaler/Divider (в данном случае - divider, например, HMMC-3104) + что-нибудь готовое от Analog.com (ФАПЧ на 2.5ГГц).

С уважением

Сообщение отредактировал bakhmat - Jun 9 2007, 12:03


--------------------
Познание бесконечности требует бесконечного времени
Go to the top of the page
 
+Quote Post
oles_k76
сообщение Jun 9 2007, 20:22
Сообщение #25


RF
***

Группа: Свой
Сообщений: 321
Регистрация: 12-04-06
Из: Berlin
Пользователь №: 16 046



Цитата(Mirabella @ Jun 8 2007, 16:57) *
Вообще-то уважаемый коллега khach пояснил все достаточно подробно.
Весьма для меня интересен вопрос: а каково время реакции системы и точность поддержания частоты?

Ведь вам надо как-то сформировать измерительный интервал времени, заполнить его импульсами образцовой длительности, получить код "текущей" частоты, сравнить его с "установленным значением", принять решение о том, куда и на сколько надо изменить управляющее напряжение, сформировать требуемый код для ЦАПа, преобразовать код в напряжение.
Всё это можно реализовать, но зачем такие сложности, если результат будет заведомо хуже, чем с применением ФАПЧ.

Надежда на то, что "...цап побольше точек.." позволит повысить точность удержания частоты необоснована. "Разрядность" всей Вашей системы будет зависеть от реализуемой точности измерения частоты и времени измерения , само по себе увеличение числа разрядов не приведет к увеличению точности.
(Промежуточные рассуждения опускаю).
Увеличение точности измерения возможно за счет увеличения времени измерения, но для целей стабилизации частоты так поступать нельзя: теряется смысл измерений.

Уважаемая Мирабелла Сергеевна,этот вопрос я проработал,особенно касательно измерения частоты
люди знающие мне помогли, и я не вижу проблем в точности ее измерения,
кроме этого я использую в качестве прескаллера ADF4108-это готовый PLL и у него есть
встроеный фазовый детектор ... нет проблем его задействовать.
Пока что я не могу говорить что совсем все идеально, но цап 12 бит и гун с крутизной перестройки
700кгц\в этой системы давали "колебание" частоты в седьмом знаке.
Измерение частоты проводил с помощью Ч3-66.


--------------------
теперь питание компьютера можно отключить
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Mirabella
сообщение Jun 10 2007, 05:43
Сообщение #26


старушка-процентщица
****

Группа: Свой
Сообщений: 817
Регистрация: 8-03-06
Пользователь №: 15 067



Цитата(олесь @ Jun 10 2007, 00:22) *
вопрос я проработал,особенно касательно измерения частоты
люди знающие мне помогли, и я не вижу проблем в точности ее измерения,


А за какое время проводится одно измерение?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
oles_k76
сообщение Jun 10 2007, 12:21
Сообщение #27


RF
***

Группа: Свой
Сообщений: 321
Регистрация: 12-04-06
Из: Berlin
Пользователь №: 16 046



Цитата(Mirabella @ Jun 10 2007, 08:43) *
А за какое время проводится одно измерение?


Время измерения вариативно.
Сразу после холодного старта, измерение частоты необходимо производить часто например 100мс-1с.
С прогревом реже 1-10с

А так как я использую достаточно большой коефициент деления 2048 , то например 7.000ГГц/2048 =3417968,75Гц то при измерении за 100мс я посчитаю только 341796 импульсов.

Быстрый счет нужен еще для того, чтобы попасть в окрестность требуемой частоты за короткое время,
тут можно применить "метод половинного деления"(или какой нибудь другой) чтобы сократить количество итераций по установке ЦАП.

Конечно на этапе прогрева я теряю в точности поддержания частоты, но когда система прогреется, можно позволить и 1с и 10с.


--------------------
теперь питание компьютера можно отключить
Go to the top of the page
 
+Quote Post

2 страниц V  < 1 2
Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 21st July 2025 - 16:15
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01535 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016