Тактовый генератор на 55-60МГц., Как? Элементная база? Опции

[ktod]

Мне нужно собрать простейший генератор на частоту от 55Мгц до 60МГц для тактирования цифровой схемы. Перестройка частоты - подбором элементов. Уровень желателен TTL, но не критично.

Сейчас сделал на связке CY25814 + кварцевый резонатор на 14.7МГц - работает, результирующая 58.8МГц, НО... данную микросхему очень проблематично приобрести.

Встает вопрос: какую элементную базу применять, так чтоб комплектующие были доступны в России?
Может есть аналоги CY25814 более доступные?
Программируемый генератор делать не хочется - слишком большая схема...

Заранее благодарен за ответы. Буду рад любой информации по данной теме.

[Adlex]

Транзисторный мультивибратор (если нужна стабильность - то с кварцем)

Кроме того существуют готовые корпуса - генераторы во многих фирмах (KSS, Jauch и пр.)

[beg]

Самостоятельно сгородить качественный генератор довольно сложно.
Рекомендую генераторы БМГ+: http://www.bmgplus.ru/msgs.htm. Сам применяю - доступны, недороги, надежны. Могут изготовить по заказной спецификации, есть КГ с малым уровнем фазовых шумов.

[nicom]

Уважаемый beg!
Нет ли у Вас НЕИСПРАВНОГО генератора от БМГ?
Если есть, то очень большая просьба - вскройте его, пожалуйста...
Оцените "внутренности" - дело в том, что мы отказались от использования БМГ, т.к. очень ненадежные были генераторы на 80 и 100МГц. Когда вскрыли - мягко сказать - кружок "умелые руки"..., хотя, если не трясти, не включать, постоянно поплевывать по сторонам через левое плечё, то в общем то ничего...
В WWW.АUTO.RU кто то сказал, что Если двигатель хорошо укрыт,смазан и не работает,то его можно считать практически вечным.
Хотя, считаю, что сейчас, вполне вероятно, качество БМГ стало заметно лучше - хотелось бы верить...

Далее - в задаче ставится: для цифрового тактирования иметь примерную частоту - по этому - почему зациклились на кварцевом генераторе - очень неплохие результаты даёт обычный LC генератор... трехточка... на обычном логическом вентиле - 74АС04... Вход соединить с выходом через катушку индуктивности (EC24, SMD 0805) индуктивность порядка 1мкГ. Этот же вход через конденсатор (лучше подстроечный) на землю. Точка соединения выхода и катушки можно соединить со входом второго вентиля, а его выход уже использовать, как выход генератора. Частота стоит достаточно стабильно, но зависит от емкости монтажа=материала платы=производителя. На таких частотах кварцевые генераторы могут срываться на различные моды 1/3 частоты или в 3раза выше, и зависят сильно от партии производителя... Что бы избавиться от этого - необходимо отдельно собирать фильтры и т.д., так что проще LC.
В Уважением, Николай.

[ktod]

Большое спасибо за ответы! Обязательно попробую LC на 7404.
Хотя, конечно, остаются вопросы стабильности и "дрожания" такой схемы.

[beg]

Уважаемый nicom!
На протяжении как минимум 5 лет у нас не было отказов этих генераторов, раньше просто не помню, скорее всего тоже не было. А с испытаниями у нас строго. Аппаратура подвергается воздействию вибрации, многократых ударов, цикличкских изменений температуры и прочих факторов, предусмотренных ГОСТ РВ 20.39.304 для изделий нашей группы исполнения. Да и работает в схожих условиях. Так что в отношении надежности я не готов с Вами согласиться. Неисправных у меня, естественно, нет, хотя идея разобрать генератор меня заинтересовала. Наверное пожертвую одним из какого-нибудь старого макета.

ktod
По проблемам генераторов на рассыпухе согласен с nicom. Поэтому и рекомендовал интегральный генератор, который гарантированно не срывается на суб- и гармоники. Вариант на 74АС04 - для тех, кому процесс важнее разультата. Уверен, что будут проблемы с запуском и со стабильностью. (Задержки распространения 74АС04 от 1,5 до 10 нс, значит на период - от 3 до 20 нс. Имеет полное право не работать, т.к нужно не более 16 нс. Емкость для резонанса на 60 МГц в контуре с L==1 мкГн около 2 пФ - нереально. При малой емкости контура значительно влияние паразитных емкостей.)

Сообщение отредактировал beg - Dec 28 2005, 13:50

[nicom]

... немного в продолжение...
По поводу стабильности - все-таки считаю, что схема обладает очень хорошими показателями и по запуску, и по стабильности частоты, и по повторяемости. Проверено.

Подобные "опытные" образцы (в серию их не пускаем) работают и с большими частотами под 100МГц... но при этом, (на 74АС04) уменьшается амплитуда выходного сигнала..., но не сильно (в худшем случае на 2-3дБ).
На частотах порядка 100МГц, согласен, лучше устанавливать 74АВТ04.

Но мы используем обычную схему на 1-2-х транзисторах, если надо вариант с хорошими шумами - по схеме Батлера и выходным буфером 74АВТ.

А на частотах под 50-60 МГц LC схемы работают отменно.

Если важно, могу точно замерить номиналы, но, подчеркну еще раз - частота зависит от характеристик и материала плат, по этому в Вашем случае могут быть некоторые отличия.
Конкретно - генератор с частотой порядка 52,5МГц. Подстроечный конденсатор SMD TZC03 синий 2-6пФ, L =1uH SMD 0805... SN74AC04D от ti...

Так, что рекомендую...

[beg]

Все - таки я разобрал генератор, вот он со снятой крышкой. Это VCXO 100 MHz, декабрь 2000 г. В какой-то степени nicom прав, определенный криминальчик в монтаже есть. Тем не менее, считать, что генератор сделан дилетантами или халтурщиками я не могу. Потому, что собран он довольно жестко и прочно.
Что огорчило:
- для дросселя (под нижним выводом кварца) не нашлось места на плате. Он висит в затвердевшей капле компаунда;
- вывод 4 ИМС изогнут на 90 гр возле самого корпуса. Изготовмтели ИМС, как правило, такое не разрешают;
- проводник припаян к выводу 2 ИМС очень близко к корпусу;
- городушка: под резистором 150 Ом расположены 2 конденсатора, один из них перпендикулярен плате и одним выводом он подключен к ней, а другии - к верхнему выводу рез. 150 Ом. К этому же узлу проволочкой подключен вывод 2 ИМС;
- чип рядом с выводом 8 ИМС установлен как-то криво. Вроде места там хватает;
- ИМС не приклеена к плате. Держится только на пайках. Хотя этого может быть и достаточно.

Что порадовало:
- кварц в металлич. корпусе, жестко припаян к основанию генератора;
- платка керамическая, приклеена к основанию;
- траверсы от вывода 1 (управление, слева внизу) и вывода 4 (+5 В, слева вверху) не могут замкнуть ни на дно корпуса генератора, ни на корпус кварца;
- возле платки траверса +5 В подключена к конденсатору развязки;
- дроссель и городушка вокруг резистора 150 Ом все-таки закреплены компаундом;
- чтобы изогнуть проволочку, идущую от вывода 2 ИМС, требуется усилие около 20 гр;
- вывод 4 ИМС подключен на "землю" по кратчайшему пути;
- вывод 5 ИМС (выход) также по кратчайшему пути подключен к выходу генератора (вывод 3 корпуса).

Если кто сможет, определите, пожалуйста по маркировке полное название микросхемы или хотя бы кто ее изготавливает.

[khach]

Немного не в тему, но спрошу.
Кто может подсказать схему и топологию повторяемого VCO на диапазон 50-70 МГц с минимальным джиттером? Желательно на том же 74хх04. Поскольку джиттер желателен минимальный, то наверно это должен быть LC генератор с подстройкой варикапом? Какие варикапы лучше применять при низковольтном управлении ( лучше 3.3В, в крайнем случае 5В). Или лучше запуститься на двойной частоте, а потом поделить счетным триггером? В каком случае джиттер будет меньше?

[Evgeny_CD]

...Если кто сможет, определите, пожалуйста по маркировке полное название микросхемы или хотя бы кто ее изготавливает...

http://www.fairchildsemi.com/pf/CG/CGS3311.html
http://www.fairchildsemi.com/ds/CG/CGS3311.pdf - дата шит
http://www.fairchildsemi.com/an/AN/AN-340.pdf - апликуха по теме.

Сообщение отредактировал Evgeny_CD - Jan 5 2006, 11:54

[Dir]

Немного не в тему, но спрошу.
Кто может подсказать схему и топологию повторяемого VCO на диапазон 50-70 МГц с минимальным джиттером? Желательно на том же 74хх04. Поскольку джиттер желателен минимальный, то наверно это должен быть LC генератор с подстройкой варикапом? Какие варикапы лучше применять при низковольтном управлении ( лучше 3.3В, в крайнем случае 5В). Или лучше запуститься на двойной частоте, а потом поделить счетным триггером? В каком случае джиттер будет меньше?

А 531ГГ1 не подойдет? Или аналог (вернее первоисточник) из 74S. Вродн бы максимальная частота как раз 70МГц. Жрет, конечно, как троглодит

[Iouri]

http://www.latticesemi.com/products/cpldsp...achxo/index.cfm

Может что то тbпа такого попробовать, туда же можно запихать часть цифровой схемы, т.е. генератор сделать на PLL должно дешово получиться


Удачи

[nicom]

khach" Или лучше запуститься на двойной частоте, а потом поделить счетным триггером? В каком случае джиттер будет меньше?"
...Давайте Вы сами ответите...
Итак (в примитивном виде, на пальцах): принимаем, что джиттер это некое временнОе шатание фронта импульса (или спада), абсолютная величина. Пусть у нас будет сигнал с частотой 1МГц, (период 1мкс), а "шатание" 0.1мкс, то же "например". Т.е. получили сигнал со средним периодом 1мкс (0.9...1.1мкс). Делим триггером на 2. Получили 0.5 МГц или 2мкс, но момент переключения триггера опять таки +/-0.1мкс. т.е получим тот же самый джиттер. Кроме того, сам момент переключения в триггере подвержен влиянию помех и прочему мусору, как со стороны земли, так и со стороны питания, т.е. можно предположить, что джиттер от этого увеличится...

Для beg. БМГ можно поздравить, что они стали делать лучше..., точнее нас с Вами, потребителей.
Жаль, жаль, что не сохранились их "шедевры"..., может еще найду...
Там кварцевые пластины были без корпуса, и вечно отваливались, детали стояли набекрень, такое впечатление, то их подбирали на ходу, пайка была без флюса (иначе можно повредить пластину кварца) и надежности никакой не было, "сопли" болтались без должного закрепления, схема была выполнена на транзисторах (отечественных) SOT23, крайне ненадежных... а главное - корпус не был заварен герметично. Легкого "касания" скальпеля в щель - и крышка отваливалась..., а обкладки кварца уже потемнели...
...хотя, сейчас, действительно, судя по фото - это прогресс...

Уважаемый beg, скажите - а как у БМГ-шных генераторов с фазовам шумом?

Между прочим, старые генераторы, при чистом питании давали неплохие характеристики..., даже в том, ужасном исполнении...

[khach]

Итак (в примитивном виде, на пальцах): принимаем, что джиттер это некое временнОе шатание фронта импульса (или спада), абсолютная величина. Пусть у нас будет сигнал с частотой 1МГц, (период 1мкс), а "шатание" 0.1мкс, то же "например". Т.е. получили сигнал со средним периодом 1мкс (0.9...1.1мкс). Делим триггером на 2. Получили 0.5 МГц или 2мкс, но момент переключения триггера опять таки +/-0.1мкс. т.е получим тот же самый джиттер. Кроме того, сам момент переключения в триггере подвержен влиянию помех и прочему мусору, как со стороны земли, так и со стороны питания, т.е. можно предположить, что джиттер от этого увеличится...

Разрешите вступить в дискуссию. Теоретически все вышеприведенные выкладки верны. Но есть несколько но. Первое- схема на инверторах и LC часто дает заполнение на выходе отличное от 50% из-за того, что задержки фронта и спада логических элементов различны. Приходиться делить триггером для устранения эффекта. С другой стороны, чем выше частота, тем легче получить более высокодобротный (читай более стабильный) LC контур. SMD индуктивности изготавливаються без феррита ( на керамике), варикапы тоже заточены на ВЧ (из теливизонных и спутниковых тюнеров). В пределе можно использовать отрезок полужесткого коаксиального кабеля в качестве резонатора ( часто встречал такие решения в NMT телефонах в качестве VCO гетеродинов). Переход от синуса к меандру - тоже проблема. В идеале надо ставить быстрый компаратор. Мы применяли с переменным успехом LVDS приемники после транзисторного усилителя. Был еще изврат с индуктивностью с насыщающимся сердечником ( две катушки- одна собственно ВЧ, вторая- много тонкого провода - обмотка от реле). Через втроую катушку течет постоянный ток с операционника и насыщает сердечник- перестраивает LC. Это единственная схема, которая позволила сделать устройство с питанием только от 3.3 вольт. Только нетехнологична страшно.
Предложения по VCO на базе генераторов тока, DLL, кольцевых генераторов отвергаю сразу- они все страшно чувствительны к шумам питания. Разве что полностью дифференциальная схемотехника (по входу и выходу), но на дискретке она существенно дороже, а в интегральном исполнении разработчики такой инфы неприводят, а собственные эксперименты часто говорят о неудовлетворительности применяемых решений для наших задач.

[nicom]

Уважаемый khach!

...все таки - если взять собственно начало темы - то задача состояла в простой схеме тактирования для цифровой схемы, и предложенная схема с ней вполне справится..., хотя, совершенно справедливо Вами замечано, что скважность не 50%. Но все равно около 50%.

По поводу VCO на 3.3В, ..... согласен, не все просто. В то же время посмотрите интересные варикапы
от Филипса BBY56, и похожие. Они ориентированны на большое перекрытие при небольшом напряжении.
Они однажды меня сильно выручили на частоте около 16МГц. (подстройка кварцевого резонатора в большом диапазоне). Поищите, может что то и подойдет в этой серии...
А покупал их в Чипе-Дипе... какие то копейки стоили...
Несколько штук осталось... если нужно, могу дать попробовать... (Москва)
Не факт, что они подойдут, но все же... лучше, чем подстройка зависимости феррита...

А прием с ферритовой катушкой в поле обмотки дросселя очень давно использовал для модуляции СВИП-генератора для настройки ТВ приемников,... еще на лампах... Боже мой, как давно это было...

с Уважением, Николай.

Прикрепленные файлы

 bby56series.pdf ( 421.22 килобайт ) Кол-во скачиваний: 112

 

[Old Nick]

Уважаемые коллеги, в разных местах (на форуме тоже) я неоднократно натыкался на странные рассуждения о влиянии триггеров-делителей на джиттер.

В общем случае правило такое: идеальный делитель на N уменьшает джиттер в N раз.

Естественно, можно устроить так, что джиттер не только не уменьшиться, но и увеличится. Поэтому я бы перефразировал так: идеальный делитель на N может уменьшить джиттер в N раз.
Понятно, что в реальности все не так радужно, но если делитель синхронный и работает далеко от предельных частот, очень близко к идеалу.
В качестве авторитетного источника, могу сослаться на монографию Манассевича, по которой самообразовывался, когда был "молодым специалистом". Кстати, до сих пор не отказался бы заполучить эту книгу и с удовольствием рекомендую всем. Сейчас в другом окне Гугль спрошу... вот:
Манассевич В. Синтезаторы частот (Теория И проектирование). Под.ред. А.с.Галина.
Пер. с англ. М.: Связь, 1979
К сожалению, в электронном виде видимо не существует.
Что касается конкретности, желательно бы оглашать желаемые х-ки. Т.е. какую нестабильность хочется или какой джиттер, ибо в одних случаях описанные в этой ветке "пионерские подели" вполне годятся, а в других - увы.

Доброй ночи!

[mux]

у меня аналогичные задачи правда в 50-60 и 110-190
тоже важны джитеры
внутри плиса частота еще множится на два
прихожу к выводу что нужен ввнещний VCO (аналоговый???))) типа ROS150 от Minicircuits какой то усилитель-ограничитель и аналоговый фапч

сам VCO имеет фазовый шум -110dB@10kHz -подозреваю что именно этот параметр в основном будет влиять на джиттер

критика???

[nicom]

...Уважаемый Old Nick!

Вы не совсем правы...
Если идти от определения временнОго джиттера, то можно увидеть (в несколько упрощенном виде), что значение джиттера может иметь 2 трактовки:

1. абсолютная величина t j = собственно флуктуация, именно её чаще приводят в DS на генераторы, АЦП, ее измеряют, с ней борются... (и эта величина не зависит от собственно несущей частоты) и измеряется в единицах времени. При чем не рассматриваем характер изменения джиттера. У него есть свои источники появления, и отсюда их характеристики.
Это "дрожание" делением частоты не устраняется. Счетный триггер реагирует на фронт (или спад) входного такта. Если тактовый сигнал "дрожит ", например на 1мкс, то и на выходе изменения будут происходить с "дрожанием" в 1мкс, при, чем вне зависимости от "синхронности счетчика". При этом Вы справедливо заметили, достаточно быстродействующим счетчиком, Хотя не соглашусь, что обязятельно синхронным.

Но существуют методы уменьшения джиттера...

2. есть понятие джиттера, в котором флуктуация носит характеристику относительно общего периода, например 10% относительно периода измерения. В этом случае Вы правы, используя делитель частоты, снижается джиттер, но опять таки абсолютная величина прежняя.


Такое "взаимонедопонимание" часто встречал со стороны "связистов", хотя сам занимаюсь А-Ц преобразованием.

Теперь это становится более понятным, наверное...

Между прочим: в продолжение темы…как увеличить джиттер…
Часто допускают "ошибку": тактовый сигнал пропускают через "обычные" схемы ПЛИС. Проходя через внутренние аналоговые элементы, ибо цифровые вентили состоят из аналоговых элементов (если кто забыл). Внутренние линии, линии питания и земли, имеют достаточно высокие соротивления. Происходит банальная модуляция тактового сигнала различными внутренними источниками сигналов... даже при "идеализированном" качественном питании и блокировке. Это прекрасно видно в спектрах преобразованных сигналов...

А при обработке сигналов на больших микросхемах CPLD и особенно FPGA, в зависимости от способа раскладки проекта внутри кристалла - происходят "дивные чудеса", опять таки связанные с джиттером...

...это о своём, о "женском"…

До кучи, посмотрите PDF…

С Большим уважением, Николай.

Прикрепленные файлы

 _______.pdf ( 2.21 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 231

 

[Old Nick]

Уважаемый nicom, Вы правы!
Абсолютная величина временнОго джиттера после счетчика/триггера не может изменится в меньшую сторону. Это само-собой разумеется. Мне следовало написать "фазовый шум", так строже.
Поскольку изначально разговор был о получении меньшего джиттера в относительном понимании, ляпнул без уточнения смысла.
Обычно таким трюком (делением) удается получить заметно лучшие результаты. Поскольку XO частотой Nf может иметь noise floor менее, чем в N раз больше.

Кстати, в последнее время англоязычные а за ними и наши источники называют джиттером все подряд. Раньше было строже. I.e. jitter vs phase noise.

Касательно синхронности счетчика. Подразумевается желание выжать максимум возможного. В этом случае либо используют готовый синхронный счетчик, либо более совершенную структуру, пропускающую нужный (n-ный) входной импульс через единственный вентиль.

О спецах по увеличения джиттера с помощью ПЛИС уже анекдоты ходят. "Я вижу на 500MHz-скопе(аналоговом), что сигнал есть, только каша какая-то. Все ручки покрутил, а глупый скоп не синхронизируется!!!"

to mux.

Если я правильно понимаю, Вы желаете "очистить" выходной сигнал ПЛИСины?
В общем случае (грубо), выходной спектр VCO будет повторять спектр сигнала ПЛИС в полосе примерно равной полосе пропускания фильтра (в цепи обратной связи VCO). Далее влияние "грязного" сигнала будет уменьшаться в соответствии со спадом АЧХ упомянутого фильтра, а совсем дальняя зона будет практически такой, как обещает производитель VCO.

С уважением, Old Nick

[beg]

Уважаемый beg, скажите - а как у БМГ-шных генераторов с фазовам шумом?

Между прочим, старые генераторы, при чистом питании давали неплохие характеристики..., даже в том, ужасном исполнении...

У этих тоже весьма хорошие характеристики. БМГ заявляет не более -145 дБ@10кГц , раньше было -120 дБ@10кГц. У меня, правда получилось -113 дБ@10кГц - в архиве спектры генераторов, полученные в режиме оценки фазового шума (ФШ). Возможно, что в БМГ измеряют ФШ при более узкой полосе пропускания измерителя. Я как-то общался с ними по телефону, их директор сказал, что они измеряют ФШ не анализатором спектра, а специальной аппаратурой собственной разработки. Еще нюанс, также со слов директора БМГ+: считается, что низкий ФШ обеспечивается конструкцией генератора, поэтому в ТУ на генераторы не предусмотрена проверка ФШ на приемо-сдаточных испытаниях. Про периодические не спрашивал. Поэтому в паспортах конкретных поставленных генераторов, значения ФШ не приводятся.

P.S. БМГ+ изготовил по нашему заказу несколько синус VCXO генераторов с ФШ <-153 дБ@20кГц. Правда, добраться до них и посмотреть спектры пока не могу.

 SpectrumGK151.rar ( 17.51 килобайт ) Кол-во скачиваний: 302


Сообщение отредактировал beg - Jan 22 2006, 21:57

[Massi]

GEYER ELECTRONIC....KXO-V97...прелесть этой фирмы в том...что для реализации декодера ПАЛ/СЕКАМ нужно две частоты....17,73447 и 14,318180...чудо АналогДэвайсис....AD723...в стандартной сетке их нету...заказ на GEYERе...есть серия с ФАПЧ...прошили делители и выслали...не дорого кстати...

[Electrovoicer]

Коллеги, есть куча недорогих хороших PLL, например, ICS8432 (пикосекундный джиттер), или NB4N507A, или MPC9229 или AD9511.. посмотрите, может что из этого или рядом приглянется...