|
Уменьшение фазовых шумов входной тактовой частоты, вопрос |
|
|
|
Apr 9 2008, 14:25
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 441
Регистрация: 7-12-04
Пользователь №: 1 373

|
Цитата(Stanislav @ Apr 9 2008, 17:49)  Интересно Вы считаете. 1e-13 = 0,1e-12 = 100 (фс). Как и было посчитано мной ранее.  ой, и правда :-) заскок какой-то... Ну значит Вы меня поняли :-) Цитата(Stanislav @ Apr 9 2008, 02:29)  Обладая определённым навыком, можно выудить на электрониксе такие вот темы. Думаю, Автору текущей будет полезно почитать. Почитал. Спасибо. Там основная инфа заключена в статье measuring_specifying_jitter_in_crystal_oscillators_using_a_phase_noise_plot.pdf Джиттер там измеряют в градусах и в секундах. Это всё что я оттуда смог полезного почерпнуть. Приводимая там методика расчёта джиттера мне скажем так не очевидна. Ну это отдельная песня.
|
|
|
|
|
Apr 9 2008, 15:31
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 441
Регистрация: 7-12-04
Пользователь №: 1 373

|
Цитата(Stanislav @ Apr 9 2008, 00:54)  А это уж Вам решать. Узкополосный кварцевый фильтр сделать гораздо сложнее, чем подстраиваемый с помощью ФАПЧ малошумящий генератор. Если нужен независимый кварцевый генератор, сделайте его. Только зачем тогда нужен высокостабильный и шумящий опорный? Да, Ваша правда. Всё, мне похоже действительно нужен подстраиваемый по ФАПЧ малошум. генератор, поскольку мне нужно быть в синхронизации с опорной частотой. Я, к сожалению, пока не знаю никакой конкретики по входной опорной частоте. Смею предположить, что кратковрем. и долговрем. стабильности достаточно высокие по современным меркам (интересно каков их порядок? :-)). А какая там будет спектральная плотность шумов можно только сказать, когда будет готова железка и когда можно конкретно померить, то есть не так скоро. Вот, всё что знаю. АЦП планирую аналогдевайсовский AD_94_61. Хочу получить при оцифровке гармонического сигнала уровень шума в районе 120дб. fs = 100МГц, Время оцифровки 10мс, т.е. получаем 1e6 отсчётов, в спектре: 100Гц на отсчёт (если опять не ошибся). На входе сигнал 25Мгц, а во втором случае 75Мгц. Джиттер выходной частоты хочется сделать как можно лучше, но в разумных пределах сложности. Хотя чувствую, что всё будет определяться заданным уровнем шума (120дб) в спектре оцифрованного сигнала. Если можно, пару слов как сделать подстраиваемый по ФАПЧ малошум. генератор? Кто продаёт кварцевые генераторы с возможностью подстройки частоты?
|
|
|
|
|
Apr 9 2008, 21:26
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987

|
Цитата(sergunas @ Apr 9 2008, 19:31)  Я, к сожалению, пока не знаю никакой конкретики по входной опорной частоте. Смею предположить, что кратковрем. и долговрем. стабильности достаточно высокие по современным меркам (интересно каков их порядок? Одна из самых информативных характеристик генератора - девиация Аллана. Если кратковременная стабильность генератора достаточно высока по современным меркам, улучшить её даже и не пытайтесь - ничего хорошего из этого не получится. Ещё раз повторю вопрос: какая долговременная (не)стабильность генератора нужна? Цитата(sergunas @ Apr 9 2008, 19:31)  ...АЦП планирую аналогдевайсовский AD_94_61. Хочу получить при оцифровке гармонического сигнала уровень шума в районе 120дб. fs = 100МГц, Время оцифровки 10мс, т.е. получаем 1e6 отсчётов, в спектре: 100Гц на отсчёт (если опять не ошибся). На входе сигнал 25Мгц, а во втором случае 75Мгц. Губа, можно сказать, героическая. При собственном ДД АЦП, уж ни как не более 89-90 дБ (цифра ограничивается сверху шумами), получить 120 дБ весьма и весьма, я бы сказал, непросто. Если речь идёт об узкополосном сигнале, то значительное улучшение отношения С/Ш можно, конечно, получить путём фильтрации. Цитата(sergunas @ Apr 9 2008, 19:31)  ...Джиттер выходной частоты хочется сделать как можно лучше, но в разумных пределах сложности. Хотя чувствую, что всё будет определяться заданным уровнем шума (120дб) в спектре оцифрованного сигнала. Хе-хе. Разумных пределов сложности не существует. Как и разумных пределов желаний. Цитата(sergunas @ Apr 9 2008, 19:31)  ...Если можно, пару слов как сделать подстраиваемый по ФАПЧ малошум. генератор? Кто продаёт кварцевые генераторы с возможностью подстройки частоты? Малошумящие кварцевые генераторы на ВЧ делаются, в основном, на МОП транзисторах. Схемотехника может варьировать весьма сильно. Интегральные (VCXO, VCTXCO) лучше не искать - они децибел на 40-50 хуже, чем Вы того желаете. Можете посмотреть подстраиваемые OCXO с малыми шумами. Только на 100 МГц, думается, найти будет довольно сложно. В качестве ФД системы ФАП нужно использовать перемножитель с малым уровнем фликкер-шума на выходе и достаточно большим допустимым уровнем сигнала. Петлевое усиление, для уменьшения шумов, нужно делать небольшим.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Apr 10 2008, 07:10
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 441
Регистрация: 7-12-04
Пользователь №: 1 373

|
Цитата(Stanislav @ Apr 10 2008, 01:26)  Одна из самых информативных характеристик генератора - девиация Аллана. Если кратковременная стабильность генератора достаточно высока по современным меркам. улучшить её даже и не пытайтесь - ничего хорошего из этого не получится. Спасибо, принимаю это к сведению Цитата(Stanislav @ Apr 10 2008, 01:26)  Ещё раз повторю вопрос: какая долговременная (не)стабильность генератора нужна? Выяснил, стабильность (судя по порядку значения, долговременная) входной частоты ориентировочно 1е-5. Цитата(Stanislav @ Apr 10 2008, 01:26)  Губа, можно сказать, героическая.  Интересное выражение  Цитата(Stanislav @ Apr 10 2008, 01:26)  При собственном ДД АЦП, уж ни как не более 89-90 дБ (цифра ограничивается сверху шумами), получить 120 дБ весьма и весьма, я бы сказал, непросто. Если речь идёт об узкополосном сигнале, то значительное улучшение отношения С/Ш можно, конечно, получить путём фильтрации. Речь, конечно же, об весьма узкой полосе, даже просто об одном входном гармоническом сигнале. 120дб - цифра теоретического идеального случая, понятно что на практике будет поменьше, но надеюсь не более чем децибел на 10-ть. Цитата(Stanislav @ Apr 10 2008, 01:26)  Малошумящие кварцевые генераторы на ВЧ делаются, в основном, на МОП транзисторах. Схемотехника может варьировать весьма сильно. Интегральные (VCXO, VCTXCO) лучше не искать - они децибел на 40-50 хуже, чем Вы того желаете. Можете посмотреть подстраиваемые OCXO с малыми шумами. Только на 100 МГц, думается, найти будет довольно сложно. Спасибо, буду искать этих "овенов"  Цитата(Stanislav @ Apr 10 2008, 01:26)  В качестве ФД системы ФАП нужно использовать перемножитель с малым уровнем фликкер-шума на выходе и достаточно большим допустимым уровнем сигнала. Петлевое усиление, для уменьшения шумов, нужно делать небольшим. охотно верю, но я совершенно пока не знаком с тонкостями систем ФАПЧ, надо наверное сначала что-то почитать, потом уже спрашивать. Спрошу только: Я правильно понимаю, что "небольшое петлевое усиление" как раз и определяет ФАПЧ как "с узкой полосой петли слежения"? Цитата(proxi @ Apr 9 2008, 20:12)  Да все продают, только вы не указали диапазон перестройки а перестроить кварц можно от последовательного резонанса до парралельного и величина эта состовляет кГц-Вас устроит? А что бы сделать ГУН малошумящим, так в двух словах не расскажешь... Судя по стабильности входной частоты 1е-5, нужна перестойка такого же порядка с небольшим наверное запасом. Так что КГц, наверное, даже черезчур. К сожалению, на знаю с каким порядком перестройки предлагают ГУНы совр. произв-ли. А вы как советуете, делать самому ГУН, или купить готовый? Цитата(blackfin @ Apr 9 2008, 20:11)  Попробовал почитать, ничего не понял...
|
|
|
|
|
Apr 10 2008, 10:33
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 441
Регистрация: 7-12-04
Пользователь №: 1 373

|
Цитата(blackfin @ Apr 10 2008, 11:32)  Тогда ставьте фильтр.  Скажите, что я при этом теряю, падая на вариант фильтра? Шумы будут побольше, чем в варианте с OXCO? Или кратковременная стабильность ухудшится? Цитата(blackfin @ Apr 10 2008, 11:32)  И вот ещё сравнение XP vs 3OT vs SAW vs PLL: AN087 (Table 1) /SaRonix/. Интересная статейка, воспели свою xp технологию :-) Присмотрел у них VXCO S1569 (единственное, что подходит для решаемой задачи); джиттер у них 1picosec во всём диапазоне рабочих условий. Вроде как многовато, хотя может и хватит. Вопрос: эта цифра предельная для VСХО? Может ещё у кого поискать? У OXCO будет лучше?
|
|
|
|
|
Apr 10 2008, 19:58
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987

|
Цитата(sergunas @ Apr 10 2008, 11:10)  Выяснил, стабильность (судя по порядку значения, долговременная) входной частоты ориентировочно 1е-5. Всего-то? И Вы паритесь?  А я-то думал, что нужно синхронизироваться как минимум с эталоном частоты. Такую стабильность даст грамотно сделанный обычный кварцевый генератор без термокомпенсации в "лабораторном" диапазоне температур, и с простой термокомпенсацией - в расширенном (0 - +70 гр). Естественно, поверку хотя бы раз в год он проходить должен. Так что рекомендую не заморачиваться ни с какой синхронизацией - возьмите готовый малошумящий генератор с аналогичной или лучшей стабильностью - и будет Вам счастье. Правда, с миниатюрными малошумящими генераторами на такую частоту встречаться не приходилось. Если самому делать лень, выходом, как я уже и писал, может послужить ОСХО - у них, как правило, кроме высокой долговременной стабильности, ещё и весьма малые шумы. Можно посмотреть в том же Морионе, или у буржуёв каких-нить. http://www.mmdcomp.com/ocxo.htmЗЫ. Или под цифрой 10е-5 скрывается не относительная нестабильность, а нечто особенное? Цитата(sergunas @ Apr 10 2008, 11:10)  Речь, конечно же, об весьма узкой полосе, даже просто об одном входном гармоническом сигнале. 120дб - цифра теоретического идеального случая, понятно что на практике будет поменьше, но надеюсь не более чем децибел на 10-ть. По-моему, ещё хуже будет. Разрешение такое, может, Вы и получите, а вот точность - нет: у этого АЦП нелинейность весьма большая. Есть другой способ: "спустить" частоту синусоидального сигнала в околонулевую область с помощью гетеродина, а после оцифровать его хоть сигма-дельтой. Главная проблема - линейность перемножителя на большом сигнале. С ходу не могу назвать таких. Вообще, обрисуйте задачу. Что конкретно измерить-то надо? Цитата(sergunas @ Apr 10 2008, 11:10)  ...охотно верю, но я совершенно пока не знаком с тонкостями систем ФАПЧ, надо наверное сначала что-то почитать, потом уже спрашивать. Спрошу только: Я правильно понимаю, что "небольшое петлевое усиление" как раз и определяет ФАПЧ как "с узкой полосой петли слежения"? Нет, не совсем так. Малое усиление (точнее, к-т преобразования разности фаз в частотный сдвиг генератора) в петле означает, в первую очередь, весьма значительную величину остаточной ошибки (которая при большом к-те будет выбрана практически до 0, но шумы при этом будут также больше). Полоса захвата, правда, от него тоже зависит, но она определяется ещё и полосой и типом фильтра НЧ. Для синхронизации с эталоном полосу захвата (как и полосу слежения) можно делать весьма узкой (определяется начальной расстройкой генераторов). Можно сделать её адаптивной, для более быстрого вхождения в синхронизм. Цитата(sergunas @ Apr 10 2008, 11:10)  Судя по стабильности входной частоты 1е-5, нужна перестойка такого же порядка с небольшим наверное запасом. Так что КГц, наверное, даже черезчур... 100МГц * 10е-5 = 1 кГц. Повторюсь: париться с таким генератором не имеет смысла - он не представляет из себя ничего примечательного. Лучше о его существовании вообще забыть.  Цитата(sergunas @ Apr 10 2008, 14:33)  У OXCO будет лучше? Судя по даташитам - более, чем на порядок по эффективной амплитуде шума.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Apr 10 2008, 20:33
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 441
Регистрация: 7-12-04
Пользователь №: 1 373

|
Цитата(Stanislav @ Apr 10 2008, 23:58)  Всего-то? И Вы паритесь?  Вся парка, насколько я понимаю, не столько из-за стабильности, сколько из-за джиттера. Цитата(Stanislav @ Apr 10 2008, 23:58)  А я-то думал, что нужно синхронизироваться как минимум с эталоном частоты.  Цитата(Stanislav @ Apr 10 2008, 23:58)  Так что рекомендую не заморачиваться ни с какой синхронизацией - возьмите готовый малошумящий генератор с аналогичной или лучшей стабильностью - и будет Вам счастье.  понял Вашу идею (надеюсь) Цитата(Stanislav @ Apr 10 2008, 23:58)  ЗЫ. Или под цифрой 10е-5 скрывается не относительная нестабильность, а нечто особенное?  написано, что относительная нестабильность входной частоты 10^-5, всё как хочешь так и понимай, наверное. Может они пошутили, надо будет уточнить. Цитата(Stanislav @ Apr 10 2008, 23:58)  100МГц * 10е-5 = 1 кГц.  И то верно  что-то уже не пойму как у меня получилось иначе... А! Я 1кГц вообразил как нестабильность 10^-3. Во как! :-) PS: завтра на свежу голову, попробую ещё раз обдумать свою проблему, в свете Ваших последних советов.
|
|
|
|
|
Apr 19 2008, 07:20
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987

|
Вот несколько соображений. 1. Коль скоро задача ответственная, к выбору комплектующих нужно отнестись весьма серьёзно. В качестве локальных генераторов дешёвый ширпотреб, конечно, не подойдёт. Как я уже и писал ранее, лучше обратиться в специализированную фирму типа Морион, и заказать там. http://www.morion.com.ru/Ну, и другого производителя можно поискать, лучше отечественного, - с буржуями контакт устанавливается трудно, а заказать дивайс под свои нужды практически невозможно. При этом выставить обязательные требования по стабильности, шумам, и, что немаловажно, чувствительности к вибрации (насколько я понимаю,она у Вас присутствует). Вибрация способна испортить чистоту спектра кварцевого генератора весьма сильно, что не позволит получить заданный уровень джиттера. Ну, и обязательно метрологическую экспертизу генераторов провести, чтобы подтвердить заявленные производителем характеристики. Генератор должны иметь входы подстройки частоты (у морионовских они есть почти у всех). 2. "Глобальный" опорный генератор лучше сделать отдельно, и тоже самому, коль скоро штатный - такой отстой. Можно взять подобный же OCXO, возможно, более точно откалиброванный и с малыми временнЫми и температурными дрейфами (к его шумам предъявляются меньшие требования, чем к шумам локальных генераторов). 3. Синхронизацию генераторов осуществлять при помощи простой ФАПЧ, с узкой полосой пропускания ФНЧ и не слишком большим петлевым усилением, о чём уже было упомянуть ранее. 4. Для уменьшения шумов, во входной тракт АЦП очень желательно включить качественный полосовой фильтр (на ПАВ). Вероятно, под Ваши требования придётся заказывать непосредственно у производителя.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Apr 21 2008, 13:10
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 441
Регистрация: 7-12-04
Пользователь №: 1 373

|
Цитата(Stanislav @ Apr 19 2008, 11:20)  Вот несколько соображений. ... 1. У Мориона кварцевые генераторы, управляемые напряжением, только до 40МГц. Вариант отпадает. Другие отечественные: ОНИИП предлагают только высокостабильные термостатированные кварцевые генераторы, частоты низкие «МЭДЖИК КРИСТАЛЛ» - аналогичная ситуация "БМГ ПЛЮС" - фаз. шумы великоватые [для ГК152-УН-А, ГК162-УН-А :: фазовый шум при отстройке 10кГц дБ/Гц -145(19,44МГц), -130(80,0МГц), -125(155,0МГц)] Какие ещё отечественные варианты? А какие, вообще, зарубежные есть малошумящие (на 100 Гц, спектр. плотность фаз шума < 105dBc/Hz) VCXO на 80-160 МГЦ? 2. Глобальный опорный генератор - не в нашей компетенции. 3. Скажите, если полоса пропускания будет узкой, то зачем ещё делать маленьким ток Charge Pump'а? А также интересует какой выбрать частоту сравнения, подаваемую на вход фаз. дектора? 4. Почему-то ПАВ фильтры нам не рекомендовали использовать, какие-то там паразитные отражения что ли, я не совсем понял.
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|