Синтезатор HMC698, Помогите разобраться с синтезатором Опции

[Dunadan]

Здравствуйте, уважаемые форумчане! Я только начинаю изучать синтезаторы частот, но возник один
вопрос, на который нигде не могу найти ответа. Есть синтезатор HMC698 (datasheet прилагаю). На странице
6-11 приведена схема от Хиттайт. Выходное напряжение операционного усилителя должно перекрывать диапазон
напряжений ГУНа, который необходим для получения требуемых нами частот. Однако, на ножках NU и ND какое присутствует
напряжение, я не понимаю. Там импульсное напряжение? И как определить длительность импульсов? Схема с операционным усилителем
одновременно является активным фильтром и усилителем? Пусть известна опорная частота, в какой последовательноти
и как надо проектировать эту схему на ОУ, чтобы обеспечить требуемое для ГУНа напряжение? Спасибо.

Прикрепленные файлы

 hmc698lp5.pdf ( 921.42 килобайт ) Кол-во скачиваний: 72

 

[Stepan N P]

Здравствуйте, уважаемые форумчане! Я только начинаю изучать синтезаторы частот, но возник один
вопрос, на который нигде не могу найти ответа. Есть синтезатор HMC698 (datasheet прилагаю). На странице
6-11 приведена схема от Хиттайт. Выходное напряжение операционного усилителя должно перекрывать диапазон
напряжений ГУНа, который необходим для получения требуемых нами частот. Однако, на ножках NU и ND какое присутствует
напряжение, я не понимаю. Там импульсное напряжение? И как определить длительность импульсов? Схема с операционным усилителем
одновременно является активным фильтром и усилителем? Пусть известна опорная частота, в какой последовательноти
и как надо проектировать эту схему на ОУ, чтобы обеспечить требуемое для ГУНа напряжение? Спасибо.

You want to know V(NU) and V(ND)???
Там импульсное напряжение?<-- Нет.

No, one thing you need to know is Fout like p.11 (PIN19 of HMC529LP5) because Fout =Fout(VNU, VND) and VNU, VND depend on N0,.., N5

Do your PCB schematic like in p.11 (may be use another VCO, loop filter (active or passive filter)). Also, you can use a MCU (Atmega, Xilinx, ...) to drive N0, ..., N5 as you want.

Then, if you want to know V(NU)(fi), V(ND)(fi) you can measure them .

Сообщение отредактировал Stepan N P - May 4 2013, 13:46

[Dunadan]

You want to know V(NU) and V(ND)???
Там импульсное напряжение?<-- Нет.

No, one thing you need to know is Fout like p.11 (PIN19 of HMC529LP5) because Fout =Fout(VNU, VND) and VNU, VND depend on N0,.., N5

Do your PCB schematic like in p.11 (may be use another VCO, loop filter (active or passive filter)). Also, you can use a MCU (Atmega, Xilinx, ...) to drive N0, ..., N5 as you want.

Then, if you want to know V(NU)(fi), V(ND)(fi) you can measure them .

I must know what is at the input of opamp to provide the sufficient voltage at its output. Or not? Then how to design the circuit with opamp if I dont know what is at the input?
Assume that I need the voltage within [0V, 12V] at the VCO input to get the needed frequency range. The required division coefficient is set, the reference frequency is known.
How to design the opamp circuit in this case?

[SmarTrunk]

На этих выходах - выходные импульсы частотно-фазового детектора PFD, с уровнями 3В (ноль), 5В (единица), с частотой сравнения ЧФД. При равенстве частот (и фаз) импульсы очень короткие. Вы правы, ОУ является и петлевым фильтром (и его надо рассчитать!), но, при этом, выходное напряжение его ограничено только диапазоном выходных напряжений ОУ. Т.е. при напр.питания 12В ОУ rail-to-rail на выходе будет от 0 до 12В.

[Dunadan]

На этих выходах - выходные импульсы частотно-фазового детектора PFD, с уровнями 3В (ноль), 5В (единица), с частотой сравнения ЧФД. При равенстве частот (и фаз) импульсы очень короткие. Вы правы, ОУ является и петлевым фильтром (и его надо рассчитать!), но, при этом, выходное напряжение его ограничено только диапазоном выходных напряжений ОУ. Т.е. при напр.питания 12В ОУ rail-to-rail на выходе будет от 0 до 12В.

Спасибо! Я возьму ОУ с напряжением питания 15 В. Фильтр вроде понятно как рассчитывать. Меня интересует, какой коэффициент усиления должен быть
у ОУ, чтобы обеспечить требуемые выходные напряжения. Или, если я Вас правильно понял, в этой схеме напряжение на выходе ОУ будет изменяться от нуля до
напряжения его питания? Не могу понять, почему так получается, ведь в схеме с выхода на инвертирующий вход введена обратная связь? Значит, коэффициент
усиления ОУ должен быть невелик (определяется отношением резисторов)? Как он тогда может "раскачать" выходное напряжение до напряжения питания? Если бы
обратной связи не было, то все было бы понятно, но она же еть и ограничивает коэффициент усиления? Или я чего-то не понимаю?

[SmarTrunk]

Там же в обратной связи конденсатор - он зарядится себе спокойно, и выходное напряжение поднимется (или опустится) по необходимости. Пропорционально-интегрирующий фильтр.


Кстати, я читал на эту тему книжку

Dan H. Wolaver "Phase Locked Loop Circuit Design"

Очень помогла. Хотя хороших книг по ФАПЧ очень много, тут на форуме они упоминались, не раз... Но в более современных книгах чаще рассматривается более современное построение ЧФД (PFD), с Charge Pump (т.е. токовым выходом), соответственно там и ОУ не нужен, для петлевого фильтра.

[Dunadan]

Там же в обратной связи конденсатор - он зарядится себе спокойно, и выходное напряжение поднимется (или опустится) по необходимости. Пропорционально-интегрирующий фильтр.


Кстати, я читал на эту тему книжку

Dan H. Wolaver "Phase Locked Loop Circuit Design"

Очень помогла. Хотя хороших книг по ФАПЧ очень много, тут на форуме они упоминались, не раз... Но в более современных книгах чаще рассматривается более современное построение ЧФД (PFD), с Charge Pump (т.е. токовым выходом), соответственно там и ОУ не нужен, для петлевого фильтра.

Еще раз спасибо! Поищу эту книгу. Хочу использовать этот синтезатор ввиду его простоты (как мне кажется). Синтезаторы с CP (смотрел Analog Devices и Hittite)
я нашел только с последовательным кодом, соответсвенно, там еще с их программированием разбираться надо еще.

[duden]

в более современных книгах чаще рассматривается более современное построение ЧФД (PFD), с Charge Pump (т.е. токовым выходом), соответственно там и ОУ не нужен, для петлевого фильтра.

Charge Pump не может выдать выходного напряжения выше своего напряжения питания. Кроме того при работе Charge Pump вблизи своего напряжения питания или земли, растут его собственные шумы. Поэтому для работы с ГУН с высокими напряжениями управления ОУ будет также необходим.

[SmarTrunk]

Это понятно, что без ОУ тут по-любому было не обойтись.

[Oleg55]

Хочу использовать данный синтезатор в первом случае в паре с ГУНом CVC055CCQ-3500-3500 для тактирования DDS9914, а во втором случае в паре с ГУНом HMC733 с делителем на 4 в обратной связи. Главный вопрос как рассчитать петлю ФАПЧ в первом случае на точку 3500ГГц, а во втором случае на октаву 10-20 ГГц.

Сообщение отредактировал Oleg55 - Apr 27 2017, 03:13

[Dr.Drew]

Ищите HITT-PLL и мануал по расчету петель с такими ЧФД. На странице HMC698 должны быть ссылки на софт и документ.
ЗЫ. Кстати, а кто-нибудь знает, чем производитель формировал прямоугольный опорный сигнал, измеряя FOM ниже -230 дБ?

Сообщение отредактировал Dr.Drew - Apr 27 2017, 03:53

[Oleg55]

Ищите HITT-PLL и мануал по расчету петель с такими ЧФД. На странице HMC698 должны быть ссылки на софт и документ.
ЗЫ. Кстати, а кто-нибудь знает, чем производитель формировал прямоугольный опорный сигнал, измеряя FOM ниже -230 дБ?

Чтобы рассчитать в HITT-PLL нужно выпить много спирта, а я не пьющий, почти... Может кто-нибудь уже работал с HMC698 и есть рабочие петли? Может тупо с evaluation дернуть?

[VCO]

Чтобы рассчитать в HITT-PLL нужно выпить много спирта, а я не пьющий, почти...

Вроде люди до сих пор как-то работают с их ПО:
https://ez.analog.com/thread/91602?q=PFD

[Oleg55]

Вроде люди до сих пор как-то работают с их ПО:
https://ez.analog.com/thread/91602?q=PFD

Рассчитать то рассчитаю, а вот насколько оно все совпадет с реальными данными? Хочу попробовать данный синтезатор, но боюсь(не знаю) как все это будет работать без CP.

Вот структура чего хочу

[Dr.Drew]

В первом каскаде синтеза ставьте HMC704 и не сношайте себе мозг. Реально, 698 даст выигрыш 2-3 дБ при несравнимо большей стоимости. Для очистки совести можете воткнуть активный интегратор и завести режим HiK в 704. А ДДС какую частоту должен выдавать?

Сообщение отредактировал Dr.Drew - Apr 30 2017, 15:15

[VCO]

Вот структура чего хочу

Ужос

Что Вам нужно на финише? QuickSyn, или что-то круче?

[Dr.Drew]

По шумам до квинсина не допрыгнешь тут. А вот по скорости - реально.

[Oleg55]

В первом каскаде синтеза ставьте HMC704 и не сношайте себе мозг. Реально, 698 даст выигрыш 2-3 дБ при несравнимо большей стоимости. Для очистки совести можете воткнуть активный интегратор и завести режим HiK в 704. А ДДС какую частоту должен выдавать?

100-200 МГц

Ужос

Что Вам нужно на финише? QuickSyn, или что-то круче?

На выходе нужно 10-20 с хорошими (сколько получиться) ФШ и возможность мелкой и быстрой перестройки.

[Dr.Drew]

Тогда уж лучше 200-400 где-то. 100 МГц мало для 698. Часа через два посчитаю и выложу характеристики.

[Oleg55]

В первом каскаде синтеза ставьте HMC704 и не сношайте себе мозг. Реально, 698 даст выигрыш 2-3 дБ при несравнимо большей стоимости. Для очистки совести можете воткнуть активный интегратор и завести режим HiK в 704. А ДДС какую частоту должен выдавать?

698 ставил чтобы по SPI не шить каждый раз. А что за HiK для 704?

Тогда уж лучше 200-400 где-то. 100 МГц мало для 698. Часа через два посчитаю и выложу характеристики.

Так а 5000 на 400 ровно не делятся!?




Понял там же 4/5 делитель

Сообщение отредактировал Oleg55 - May 2 2017, 08:52

[Dr.Drew]

Примерно 200-400. К тому же не надо делить ровно. У вас же ДДС - очень гибкая микросхема. И программируемый 698 еще гибкости добавляет.
Примерно так получается. Сразу видно, что формирование тактухи неудачное. ДДС тонет в ее шумах.
Файл с 704 посчитан в ADISimPLL 4.20.02
С 698 - в HITTPLL

Эскизы прикрепленных изображений

 

Прикрепленные файлы

 PLLs.zip ( 21.12 килобайт ) Кол-во скачиваний: 10

 

[Oleg55]

Примерно 200-400. К тому же не надо делить ровно. У вас же ДДС - очень гибкая микросхема. И программируемый 698 еще гибкости добавляет.
Примерно так получается. Сразу видно, что формирование тактухи неудачное. ДДС тонет в ее шумах.
Файл с 704 посчитан в ADISimPLL 4.20.02
С 698 - в HITTPLL

Не правильно выбрана тактовая частота для DDS? А куда смотреть чтобы правильно её рассчитать?

[Dr.Drew]

Частота правильная, способ ее формирования вызывает сомнения. Есть потенциал снижения до синей кривой, но нужно отказаться от ФАПЧ с КР ГУН и делать умножение. Вижу, заложили кварц с внутренним умножением - лучше без, если старение 0,5 ppm/год устроит. Шумы будут ниже на 10 дБ.

[VCO]

Частота правильная, способ ее формирования вызывает сомнения. Есть потенциал снижения до синей кривой, но нужно отказаться от ФАПЧ с КР ГУН и делать умножение.

Я тоже хотел умножение предложить, но уж больно хлопотно с его 100 МГц. С 500 МГц - нормально.
Но тут пока не понятно, сможет ли Олег оседлать ДНЗ, так как готовых умножителей на 7 не нашёл.

[Dr.Drew]

Ну да, 698 не катит с такой тактухой. Если с умножителями не выходит можно и заказать что-то типа такого http://nppstr.ru/images/PLOxKx-H_1703r_Datasheet.pdf

[Oleg55]

Ну да, 698 не катит с такой тактухой. Если с умножителями не выходит можно и заказать что-то типа такого http://nppstr.ru/images/PLOxKx-H_1703r_Datasheet.pdf

А почему не катит? 100 МГц мало? Вы же предлагали 704 поставить с ним то все норм? Если не нравится сам принцип формирования 3500МГц с помощью фапч, то в чем проблема? В том что у фапчеваного крайстековского гуна ФШ будут хуже чем у умноженого кварца. Но насколько хуже? Я планируют получить около -110дБн/Гц. У меня есть синтезатор на крайстековском гуне с ФШ -105дБн/Гц на частоте 2525, я им затактировал отладочную плату с DDS AD9914, ддс перестраивал от 100 -200 МГц, все это добро подал на синтезатор 702 с гуном HMC587 и петлей на opa211 на выходе 5-10ГГц с ФШ -95 на 5 и -90 на 10 при отстройки на 1кГц и меня это устраивает. Так вот возвращаемся к началу вопроса, если я вместо зафапчованной опоры буду использовать опору от умноженного кварца то насколько я выиграю?

[Dr.Drew]

Синяя кривая до 1 МГц - Ваш предел.

Сообщение отредактировал Dr.Drew - May 3 2017, 09:34

[VCO]

Синяя кривая до 1 МГц - Ваш предел.

А там полоса широкая не нужна. Надо пересчитывать на полосу до 1 кГц и более дешёвую микросхему в ADIsimPLL. ADF4106 вполне подойдёт.

Как-то так:  3500.7z ( 4.66 килобайт ) Кол-во скачиваний: 25

[VCO]

Кто-то смог посмотреть мой проект в ADIsimPLL?
Если нет, то извините, буду посмотреть - почему.
Но суть мысли в моём последнем посте изложена...

[Oleg55]

Кто-то смог посмотреть мой проект в ADIsimPLL?
Если нет, то извините, буду посмотреть - почему.
Но суть мысли в моём последнем посте изложена...

Все норм открывается.