Не происходит захват частоты ADF5355 Опции

[volgoneft]

Приветствую!

Есть модуль, на котором установлено несколько синтезаторов ADF5355. Каждый настроен на свою частоту.
Проблема в том, что не происходит захвата частоты синтезаторами. На выводе MUXOUT Digital lock присутствует в 1, а вместо analog lock идет пилообразный сигнал с частотой 25 МГц.



В чем может быть причина? Неправильная настройка?
Опыта с синтезаторами особого не имел, поэтому прошу совета.
Ниже прилагаю схему включения, спектр, фазовые шумы и настройки одного из синтезаторов.

[VCO]

В чем может быть причина? Неправильная настройка?

Стартовый пост Вы подготовили весьма старательно, но информации явно недостаточно.
Начнём с того, что не видно опоры и того, как делится её мощность на несколько синтезаторов.

И несколько - это сколько?
Если трассированы и экранированы неправильно, то это может быть одной из причин.

[volgoneft]

Всего таких синтезаторов на плате шесть штук.
В качестве опорного генератора применяется отечественный ГК-176 на 50 МГц (КМОП), сигнал с которого подается на дистрибьютор ADCLK948, с него - на опорные входы синтезаторов (через разделительные конденсаторы).
Трассировку постараюсь завтра выложить.

[Plain]

Отсутствуют абсолютно все блокировочные конденсаторы, так что вполне возможно все шесть микросхем уже сдохли.

[volgoneft]

Отсутствуют абсолютно все блокировочные конденсаторы, так что вполне возможно все шесть микросхем уже сдохли.

Да, насчет конденсаторов не досмотрел. А почему они вдруг должны сдохнуть без оных?

[arhiv6]

Вроде блокировочные на схеме все есть, а вот разделительные по портам REFIN и RFOUTB не вижу...

[khach]

Разводку платы в студию. Без этого будет гадание на кофейной гуще. Ну и еще стоит попробовать сменить частоту синтезатора и посмотреть спектр- бывают "неудачные" частоты где синтезатор сходит с ума.
ЗЫ. А что за уровень сигнала в -25дбм, это где мерялось? И до ближайших спутров всего 20 дб получается, и спуры не кратны частоте ФД, а режим синтезатора целочисленный, чудя по карте регистров. Странно все это. Питальник не звенит ли на килогерцах случайно?

[volgoneft]

Вроде блокировочные на схеме все есть, а вот разделительные по портам REFIN и RFOUTB не вижу...

Опорная частота приходит с ADCLK948, по выходам там стоят разделительные конденсаторы (другой лист схемы). По RFOUTB - в усилителе HMC451 уже имеется встроенный разделительный конденсатор.
Вот собственно трассировка:

ЗЫ. А что за уровень сигнала в -25дбм, это где мерялось? И до ближайших спутров всего 20 дб получается, и спуры не кратны частоте ФД, а режим синтезатора целочисленный, чудя по карте регистров. Странно все это. Питальник не звенит ли на килогерцах случайно?

Измерял непосредственно на выходе синтезатора пассивным пробником от осцилла 1:10 (от LeCroy на 7 ГГц). Да, режим задаю целочисленный. Спуры скорее всего лезут по первичному питанию 12 В, так как когда запитывал модуль от отдельного источника (не в системе), то спуры на частотах 20 и 50 кГц пропадали. Правда появлялся другой (кажется около 10 кГЦ). Очень чувствительны они к питанию, надо будет тщательнее фильтровать. Линейный стабилизатор не звенит, все питания идущие на синтезатор хорошие.

Сообщение отредактировал volgoneft - Feb 16 2017, 11:28

[khach]

Вот собственно трассировка:

Вроде ничего криминального. Разве что подсветить разводку фильтра от CPout до Vtune в режиме прозрачности- может оно там во внутрениих слоях мусора нахватало

Измерял непосредственно на выходе синтезатора пассивным пробником от осцилла 1:10 (от LeCroy на 7 ГГц).

Для таких измерений надо резистивный сплиттер предусматривать и разьем или площадку под коаксиальный пигтейл. Конечно только дял отладки, а в "боевом" экземпляре просто перемычку ставить вместо сплиттера. Кстати, с 5355 по RFoutB лезет сильный сигнал на частоте VCO (без удвоения). Не мешает? А то ищу тут подходящий ФВЧ для обрезки этого сигнала, может кто подскажет топологию или готовый посоветует?

Да, режим задаю целочисленный. Спуры скорее всего лезут по первичному питанию 12 В, так как когда запитывал модуль от отдельного источника (не в системе), то спуры на частотах 20 и 50 кГц пропадали. Правда появлялся другой (кажется около 10 кГЦ). Очень чувствительны они к питанию, надо будет тщательнее фильтровать. Линейный стабилизатор не звенит, все питания идущие на синтезатор хорошие.

Ну вот и природа спуров понятна.

Надеюсь LDO HMC1060 отдельный на каждый синтезатор, а не общий для всех "нескольких" ? Потому что кросс-связи по питалову приведут к очень труднообьяснимвм результатам.

[volgoneft]

Вроде ничего криминального. Разве что подсветить разводку фильтра от CPout до Vtune в режиме прозрачности- может оно там во внутрениих слоях мусора нахватало

Завтра гляну.

Для таких измерений надо резистивный сплиттер предусматривать и разьем или площадку под коаксиальный пигтейл.

Надо конечно... Только места столько нет. Это то еле запихнули. А что такое пигтейл?

Кстати, с 5355 по RFoutB лезет сильный сигнал на частоте VCO (без удвоения). Не мешает?

Есть такое дело. Нет, не мешает, так как дальше сигнал фильтруется ПФ.

А то ищу тут подходящий ФВЧ для обрезки этого сигнала, может кто подскажет топологию или готовый посоветует?

Мы сначала хотели поставить китайские SiMF от METDA, но не устроили они нас по характеристикам, поэтому сделали топологические.

Надеюсь LDO HMC1060 отдельный на каждый синтезатор, а не общий для всех "нескольких" ?

На каждый синтезатор свой LDO, он же маломощный, все сразу не потянет.
Думаю вот зря, наверное, запитал от 5 вольтового выхода LDO еще и усилитель? Надо было на него отдельное питание делать. Может он как то VCO мешать?

Потому что кросс-связи по питалову приведут к очень труднообьяснимвм результатам.

Питаются все 6 LDO одним напряжением 5,5 В, которое идет с импульсника. Сегодня еще раз посмотрел, идет оно довольно узким полигоном (или даже широкой дорожкой?) последовательно ко всем стабилизаторам, что по-моему тоже не есть хорошо... На том же канале импульсника 5,5 В сидит практически вся остальная аналоговая часть модуля. На будущее, наверное, придется вешать все синтезаторы на отдельный канал или даже отдельный DC/DC ставить для них.

[VCO]

Питаются все 6 LDO одним напряжением 5,5 В, которое идет с импульсника. Сегодня еще раз посмотрел, идет оно довольно узким полигоном (или даже широкой дорожкой?) последовательно ко всем стабилизаторам, что по-моему тоже не есть хорошо... На том же канале импульсника 5,5 В сидит практически вся остальная аналоговая часть модуля. На будущее, наверное, придется вешать все синтезаторы на отдельный канал или даже отдельный DC/DC ставить для них.

Да не ищите Вы в этом панацею! Вы вопрос о конструктиве пропустили.
Как насчёт электромагнитной изоляции шести синтезаторов друг от друга?
Есть ли экранирование? Насколько синтезаторы разнесены в пространстве?

[khach]

Надо конечно... Только места столько нет. Это то еле запихнули. А что такое пигтейл?

Кусок полужесткого коаксиала, припаянный прямо на плату в отладочных целях. Например вместо усилителя хиттайта. Обычно стараюсь найти кабель потоньше 0.041 чтобы площадки не поотрывать.

Как насчёт электромагнитной изоляции шести синтезаторов друг от друга?

Так это легко проверить, зашатдаунив соседний синтезатор, а потом включить и посмотреть что получилось. Конечно неплохо было бы земляной полигон с прошивкой виасами вокруг каждого синтезатора сделать, но мы же незнаем требований по подавлению соседнего гетеродина. Может тут 30 дб подавления пролаза достаточно?

[VCO]

Конечно неплохо было бы земляной полигон с прошивкой виасами вокруг каждого синтезатора сделать, но мы же незнаем требований по подавлению соседнего гетеродина. Может тут 30 дб подавления пролаза достаточно?

Так там места для виасов на ПП хватает, но их между двумя синтезаторами я там не вижу (точнее - их слишком мало).
При такой трассировке речь уже идёт не о 30 дБ, а возможной неработоспособности групповой работы синтезаторов.

Так это легко проверить, зашатдаунив соседний синтезатор, а потом включить и посмотреть что получилось.

Тут Вы абсолютно правы. Я бы вообще по одиночке проверял для пущей верности, отключив все остальные.

[Corner]

Хммм. У меня два синтезатора друг другу выносили мозг. Недостаточно одного размножителя опорного сигнала. Развязка по СВЧ в размножителе нулевая, а наводка с СВЧ на опорный вход ломовая. Моя проблема победилась двумя! уровнями эмиттерных повторителей с дальнейшим переводом в диффпару и разносом синтезаторов на разные концы платы. У каждого синтезатора свой стабилизатор с кучей своих пассивных RLC.
А развязка по управлению какая? Надеюсь, не додумались CLK и DATA запараллелить?
ГК176 это полный аналог AST3TQ от Abracon. Внешне не отличить.

Сообщение отредактировал Corner - Feb 17 2017, 15:39

[khach]

Хммм. У меня два синтезатора друг другу выносили мозг. Недостаточно одного размножителя опорного сигнала. Развязка по СВЧ в размножителе нулевая, а наводка с СВЧ на опорный вход ломовая.

Синфазный дроссель для дифференциальных линий (Common mode choke coils ) спасет от такого несчастья. Дифференциальный клок до 500 мгц сквозь них проходит, а СВЧ наводка- нет. Хуже с SPI интерфейсом - в него СВЧ тоже сифонит. А вот если SPI общий для всех синтезаторов- то тут точно сушить весла только остается. Немного помагают RLC EMI supressor, но их надо выбирать с правильнйо полосой пропускания, чтобы не завалить фронты клока. Обычно с этим были проблемы и приходилось понижать тактовую SPI для надежного общения с синтезаторами.

[Corner]

Синфазный дроссель для дифференциальных линий (Common mode choke coils ) спасет от такого несчастья. Дифференциальный клок до 500 мгц сквозь них проходит, а СВЧ наводка- нет. Хуже с SPI интерфейсом - в него СВЧ тоже сифонит. А вот если SPI общий для всех синтезаторов- то тут точно сушить весла только остается. Немного помагают RLC EMI supressor, но их надо выбирать с правильнйо полосой пропускания, чтобы не завалить фронты клока. Обычно с этим были проблемы и приходилось понижать тактовую SPI для надежного общения с синтезаторами.

У меня с ПЛИС все раздельное идет. Это и удобнее в прошивке - не надо городить сложный автомат. На ножках синтезаторов по конденсатору с собственным резонансом на рабочих частотах синтезатора (не на частотах, которые идут после делителя). Далее резистор у синтезатора, еще один конденсатор и еще резистор, оба уже у ПЛИС. Анализатор спектра показывает 45+ дБ развязку. Тут еще индуктивность резисторов работает.
Очень критичны вход опорной частоты и SPI. Тут палки с синтезатора лезут со всех внутренних узлов. У меня глюк был интересный. Как бы все работает, но начинаешь перестраивать один синтезатор и второй расколбашивает. Поскачут, поскачут - успокоились. Развязал опорные входы, все стало замечательно.
ТСу: а один работает, если остальные в шатдаун загнать?

Сообщение отредактировал Corner - Feb 17 2017, 16:35

[khach]

У меня с ПЛИС все раздельное идет. Это и удобнее в прошивке - не надо городить сложный автомат.

Конечно такая развязка лучше получается. Вот только я бы проверил и наводки по цепям интерфейса- загрузить в плис обрезанный проект только для программирования ADF и после прогрузки синтезаторов выключить у плис клок или внутренний синтезатор. Глянуть, как спектр изменится. Кстати, когда SPI активный, спектр ADFок колбасит сильно. Может у кого есть доступ к real time spectrum analyzer, чтобы зарегистрировать эволюцию спектра во времени и открыть дискуссию на форуме девиц по этому поводу.

[Corner]

Конечно такая развязка лучше получается. Вот только я бы проверил и наводки по цепям интерфейса- загрузить в плис обрезанный проект только для программирования ADF и после прогрузки синтезаторов выключить у плис клок или внутренний синтезатор. Глянуть, как спектр изменится. Кстати, когда SPI активный, спектр ADFок колбасит сильно. Может у кого есть доступ к real time spectrum analyzer, чтобы зарегистрировать эволюцию спектра во времени и открыть дискуссию на форуме девиц по этому поводу.

Уже смотрел на анализаторе. Вокруг "палок" в спектре появляется "борода". И вокруг несущей, и вокруг спуров. И это, если обмен только почитать регистры без смены настроек. Особая печалька, что читаешь один синтезатор, а мусорят оба. Не помогает даже буферная защелка на чистом питании. Это так работает буфер SPI внутри синтезатора - шумит и себе, и всем вокруг. Надо полностью разделять земли у синтезаторов. Хотя, в каждом случае приходится подбирать конфигурацию полигонов и дорожек. Универсального или прогнозируемого решения нет.
Очень хотелось бы, чтобы производители ввели в SPI LVDS управление. Идеально, BLVDS с 7:1 или 8:2 на частоте 1/4... 1/32 к опорнику.
Все однокристальные синтезаторы так себя ведут. Что AD, что TI.
ПС: не пользуюсь PLL внутри ПЛИС. Это адовый источник спуров на всю плату. Снаружи аналоговый умножитель от эталона. Идеально, ставить ГУН. Но они оказались очень нестойкими к вибрации и требуют кучу места с упражнениями по управлению.

Сообщение отредактировал Corner - Feb 18 2017, 11:31

[khach]

Уже смотрел на анализаторе. Вокруг "палок" в спектре появляется "борода". И вокруг несущей, и вокруг спуров. И это, если обмен только почитать регистры без смены настроек.

У меня "борода" была и при неактивном интерфейсе- просто лезло с ПЛИС через эти выводы. После этого добавили цифровые изоляторы и получили палки на частоте внутреннего генератора изолятора. Две итерации плат отправились в мусорку. Потом поставили EMI supressor, но потеряли скорость SPI. В параноидальном варианте был мелкий микроконтроллер на каждый синтезатор, который после программирования синтезатора отправляли спать и вырубали клок. А кому удалось решить проблему наводок по цепям управления?

[VCO]

В параноидальном варианте был мелкий микроконтроллер на каждый синтезатор, который после программирования синтезатора отправляли спать и вырубали клок.

А микроконтроллер как тактировался?

А кому удалось решить проблему наводок по цепям управления?

Я в варианте с ПЛИС вырубал генератор, тактирующий её - борода исчезала. Но при перестройке спуры были огромные, впрочем они нас не волновали.
Хорошие результаты получил при тактировании микроконтроллера от внутреннего RC-генератора. Причём в AVR он калибровался и можно было подцепить асинхронный внешний управляющий интерфейс с малой разрядностью посылки. Но у меня там было всего 2 частоты, поэтому было неактуально.
Были ли палки при перестройке - не интересовался. У меня пара плат осталась, но они пока не рабочие, ждут ремонта. Но сейчас мне не до них.
Оъбяснить отсутствие спур от тактирования RC-генератора можно нестабильностью частоты и отсутствием ломового уровня в исходном источнике тактового сигнала. Плавающий джиттер размазывается в спектре в шумы.

[Corner]

RC шумит меньше, потому что не дает "палку" как таковую. Спектр похож на узкополосный шум, который не захватывается ФАПЧ. А любой хороший генератор дает очень узкую "палку" с очень медленно уходящей фазой. ФАПЧ не отличает опору от наводок такого типа.
Самый лучший вариант, если вся схема работает от одной опоры. ПЛИС, желательно, на четной гармонике, тогда все спуры от ПЛИС в том же месте спектра, что и от модулятора в синтезаторе.
PLL в ПЛИС для использования в модемах не годится. Даже, если работает от той же опоры. Скачет от "палки" к "палке". Следом за ней скачет ФАПЧ от наводок. Вырубаем намертво.

[khach]

А микроконтроллер как тактировался?

Вот уже непомню, стоял PIC12F508 8 ногий в MSOP, место на кварц было, но кажется в оконечный вариант пошел внутренний генератор на 4 мгц . Сигнал захвата петли развязали оптроном.

[volgoneft]

Вроде ничего криминального. Разве что подсветить разводку фильтра от CPout до Vtune в режиме прозрачности- может оно там во внутрениих слоях мусора нахватало

Цепь подсветил красным. У каждого синтезатора разведено по своему, но принцип один и тот же.

Да не ищите Вы в этом панацею! Вы вопрос о конструктиве пропустили.
Как насчёт электромагнитной изоляции шести синтезаторов друг от друга?
Есть ли экранирование? Насколько синтезаторы разнесены в пространстве?

Экранирования нет. Вот собственно их расположение.

Расстояние около 8 см.
Там просто даже через эфир наводка нехилая идет.

Так там места для виасов на ПП хватает, но их между двумя синтезаторами я там не вижу (точнее - их слишком мало).
При такой трассировке речь уже идёт не о 30 дБ, а возможной неработоспособности групповой работы синтезаторов.

Тут Вы абсолютно правы. Я бы вообще по одиночке проверял для пущей верности, отключив все остальные.

Оставлял работающим только один синтезатор, остальные отправлял в powerdown. Картина не поменялась. Разве что когда включил остальные, то частота съехала где то на 200 Гц.

Хммм. У меня два синтезатора друг другу выносили мозг. Недостаточно одного размножителя опорного сигнала. Развязка по СВЧ в размножителе нулевая, а наводка с СВЧ на опорный вход ломовая. Моя проблема победилась двумя! уровнями эмиттерных повторителей с дальнейшим переводом в диффпару и разносом синтезаторов на разные концы платы. У каждого синтезатора свой стабилизатор с кучей своих пассивных RLC.

У всех размножителей такая ерунда? Не очень хотелось бы к каждому фапчу еще и свой отдельный опорник ставить.

А развязка по управлению какая? Надеюсь, не додумались CLK и DATA запараллелить?

По ходу дело совсем труба Додумался)

ГК176 это полный аналог AST3TQ от Abracon. Внешне не отличить.

Глянул даташит, вроде не похоже. Там и частоты только до 40 МГц и конструктив другой.

А вот если SPI общий для всех синтезаторов- то тут точно сушить весла только остается.

Да, засада походу... Но сейчас уже не получится разделить.

Дошли руки до Eval board с ADF5355.
Задал следующие настройки:


Digital lock в 1, Analog lock в нуле...
Что я делаю не так??

Сообщение отредактировал volgoneft - Feb 19 2017, 19:18

[Corner]

Внимательно читайте даташит на синтезатор: прескалер 4/5 до частот 3,5х2=7 ГГц. Страница 22, даташит ревизия В. В Ваших настройках прескалер 4/5 на ~4,7x2=9,4 ГГц и обратная связь прямо с генератора. На 30 процентов больше допустимого. Либо меняйте обратную связь на связь с делителя, либо меняйте прескалер.

Сообщение отредактировал Corner - Feb 19 2017, 20:08

[khach]

Да, засада походу... Но сейчас уже не получится разделить.

Если позволите пара предположений, как решить проблему. Для начала нарисовать на миллиметровке диаграмму pass-nopas для спектра синтезатора в ближней и дальней зоне. По уму она уже должна быть в ТЗ заложена. Тогда будет понятно, к чему следует стремиться. А то мы тут почти все перфекционисты в смысле вылизывания спектра, а может заказчику надо генераторы на клистронах заменить с допустимым ФШ -40 дбс на 100 кгц.
Во вторых переразвести плату с учетом монтажа синтезаторов на минимодулях типа таких

Не в смысле этих ( это вообще 430 мгц) а подобных конструктивно. С землей по ранту, к которой потом можно экран припаять, с двойными отверстиями на падах (металлизация не летит), с копланаром прошитым виасами для СВЧ сигнала. Возможно усилок тоже следует посадить на минимодуль.
Ну и нарисовать этот минимодуль с ADF и отработать его на стенде с учетом тех проблем что выше называли.
Потому что кажется мне, что одной итерацией переразводки тут не обойтись будет.

[ScrewDriver]

Дошли руки до Eval board с ADF5355.
Задал следующие настройки:


Digital lock в 1, Analog lock в нуле...
Что я делаю не так??

Судя по описанию, mod2 допустим от 2 до 16383, ау вас выставлено "1".

И вижу очень нехорошую завязку между питаниями VCO и CP -выводами 6 и 18. Их крайне желательно расфильтровывать хотя бы через RC-фильтры. Еще лучше, конечно, питать от разных LDO. А то помеха от CP будет постоянно добить по питанию ГУНа, а это совершенно не на пользу спектру.

ФНЧ желательно не брать из даташита, потому что фильтр под разные коэффициенты передачи в петле будет разный. а посчитать хотя б в adisimpll, она же не даст выставить запрещенные комбинации делителей и частот. Хотя вроде бы эти номиналы для вашей конфигурации частот проходят без возбуда.
Микрофарадный конденсатор в ФНЧ сейчас какой стоит? Он хотя бы породистый, X7R 10%?

[Plain]

Блокировочный питания помпы, между 6-й и 8-й ногами и в нуле миллиметров от них, т.е. повёрнутый к ним боком 0402, сверху, и ни через какие отверстия вообще, отсутствует, как было сразу сказано в теме, даже на схеме(!), но на плате чудесным образом материализовался, но чисто символически, петлёй где-то на обочине.

Блокировочный же выхода помпы C239, по требованию, поскольку токи и их пути те же, всё той же Табл.4 паспорта, тоже должен был быть в нуле миллиметров от 7-й и 8-й ног, тоже 0402 боком, тоже сверху и т.д.

Аналогично и весь обвес ГУНа, который тоже весь(!), за вычетом блокировочного же C235 входа ГУНа, отсутствует на схеме, но на плате тоже присутствует, но тоже чисто символически, должен был состоять из трёх 0201 боком в ряд в нуле миллиметров от 17...21-й ноги, т.е. между 17-й и 18-й, между 18-й и 19-й и C235 между 20-й и 21-й.

[Corner]

Надо было 1 канал смакетировать. Добиться стабильной работы. Ох уж эта "экономная" экономика и "эффективный" менеджмент.

[__Sergey_]

Опору проверяли на анализаторе?
ГК-шки часто идут синтезаторные с ужасным выходным спектром. Вообше стороной их надо обходить в подобных пориложениях.

[Corner]

Опору проверяли на анализаторе?
ГК-шки часто идут синтезаторные с ужасным выходным спектром. Вообше стороной их надо обходить в подобных пориложениях.

ГК176 не имеет синтезатора внутри. Во всяком случае, по описанию. Там термокомпенсатор и кварц. Шумовая картинка, обычно, очень недурственная.
Кстати, уважаемый ТС, а Вы как питаете опорный генератор? От отдельного стабилизатора с фильтром?

[Chenakin]

Надо полностью разделять земли у синтезаторов.

Весьма ценное замечание, если его правильно интерпретировать. Во-первых, земля у синтезатора (многослойная плата) обычно внутри между слоев, а не снаружи, и ни на обратной стороне. Соответственно, разделение земель – это физический разрыв – т.е. вырез в печатной плате.

У меня "борода" была и при неактивном интерфейсе- просто лезло с ПЛИС через эти выводы. После этого добавили цифровые изоляторы и получили палки на частоте внутреннего генератора изолятора. Две итерации плат отправились в мусорку. Потом поставили EMI supressor, но потеряли скорость SPI. В параноидальном варианте был мелкий микроконтроллер на каждый синтезатор, который после программирования синтезатора отправляли спать и вырубали клок. А кому удалось решить проблему наводок по цепям управления?

В 99% решение проблемы наводок (по управлению, питанию и т.д.) – это грамотный выбор конструктива и разводки печатной платы. В каких-то уж совсем экстраординарных случаях можно применить следующее:

1. Поставить строенный ключ (Clock, Data, CS), который будет обрубать цепи управления по постоянке (мегагерцы), когда они не используются.
2. В эти цепи (Clock, Data, CS) включить по LFCN-у, который (если правильно выбран) будет блокировать СВЧ и не обрезать фронты.

Но это всё навороты, за которые я бью по рукам. Единственное исключение – это когда дизайн совсем новый и хочется обезопаситься от всего на свете, чтобы легче было привести плату в чувство. Потом на след. итерации это всё убирается. Повторяю, ключ к решению проблемы – грамотный конструктив. Чтоб не быть голословным – вот классический пример, как не надо делать (но почему-то именно все так и делают).



И импульсный источник питания, и управление – всё на одной плате, разделение - полосками виасов, зажатых между половинками корпусов. Увы, это не земля. Это пародия на землю и, соответственно, от сюда проистекают все выше озвученные проблемы.

Правильный конструктив - как вариант - может быть такой:




Одна плата – питание + управление. Вторая – RF. Всё доставляется непосредственно в нужные точки с помощью EMI feed thrus. По габаритам – примерно одно и тоже. Только уходят все проблемы с питанием, управлением и т.д. за счет правильно организованной земли и экранировки.

Надеюсь LDO HMC1060 отдельный на каждый синтезатор, а не общий для всех "нескольких" ?

Это не криминал. Один импульсник + одна общая очистка на все синтезаторы (не LDO, а самодельный на операционнике, чтобы обеспечить spur suppression), а далее - размножение на 0.033 мкф feed thrus (конструктив см. выше)

ПС: не пользуюсь PLL внутри ПЛИС. Это адовый источник спуров на всю плату.

Опять, никакого криминала, если ПЛИС на отдельной плате (т.е. земли действительно разорваны, а точки соединения расфильтрованы).

[khach]

Правильный конструктив - как вариант - может быть такой:

Абсолютно согласен с таким конструктивным "бутербродом". Вот только бывает его трудно реализовать, если размер и конструктив материнской платы уже задан. Проблемы бывают в нахождении коротких EMI feed thru, например чтобы уместиться в 3 мм слоя алюминия ( на более толстый нет места по габаритам и массе). Мы даже как то пробовали изобразить вертикальный EMI feed thru в многослойной плате, в утолщенном виасе. Но это конечно был колхоз и шаманство- запихивать вертикально ferrite bead в отверстие в плате.

Применение развязки питаний и шин управления на LFCN- ах тоже поддерживаю, но тут проблема в том, что нагрузки этих цепей совсем не 50-омные, а LFCN-ы имеют нормированные характеристики именно при согласованной 50 омной нагрузке.
Ключи по цепям управлений с изоляцией СВЧ наводок обычно не справляются- у них подавление в разомкнутом состоянии на частотах выше 1 ГГц достаточно малое - 15 20 дб макс. Ну и постоянные проблемы с пересинхронизацией SPI при переключении ( иголки на клоках).
Скажем так, проблема cross-talk между синтезаторами существует, как ее решать, чтобы не высадить весь бюджет разработки на фильтрацию- вопрос открытый.
ЗЫ. По поводу "бутерброда" - не подскажи те ли ссылки на видеоуроки по использованию популярных CADов для такого проектирования? Потому что есть проблема обучать разводчика плат работать с механическим слоем (слоями) для алюминиевого разделителя и не вылезти за ограничения ЧПУ станка ( диаметры фрез, толщина стенок итд). Т.е приходится менять философию разводки. Особенно если верхнюю (ВЧ) и нижнюю ( цифра и питание) платы разводят два разных человека- согласование позиций feed thru превращает разработку в балаган.

[Corner]

Такая разводка избыточно сложная. Достаточно посадить узлы каждый в свою "ванну" из земли, а сигналы продернуть во втором слое. Каждая "ванна" отдельно подключается к общей земле. Переходных не жалеть.
Для изоляции достаточно RC цепочек, в которых емкость в собственном резонансе на базовых частотах синтезатора.

[VCO]

Такая разводка избыточно сложная. Достаточно посадить узлы каждый в свою "ванну" из земли, а сигналы продернуть во втором слое.

ГОЧ лучше всего делать отдельным устройством в отдельном корпусе, с отдельным каналом питания.
ЛС в канале питания как правило - обязателен. Никаких ШИМ, ЧИМ, ЧШИМ или автогенераторов!!!

[rloc]

Добавлю свои пять копеек.

А кому удалось решить проблему наводок по цепям управления?

В целом подход как у Александра:

1. Поставить строенный ключ (Clock, Data, CS), который будет обрубать цепи управления по постоянке (мегагерцы), когда они не используются.
2. В эти цепи (Clock, Data, CS) включить по LFCN-у, который (если правильно выбран) будет блокировать СВЧ и не обрезать фронты.

Но это всё навороты, за которые я бью по рукам.

Первым пунктом ставлю логику без клока с минимальными емкостями по входу и выходу, соответственно лучшей развязкой между входом и выходом на высокой частоте (если память не подводит - из серии AUP). Во втором пункте - аналог LFCN, но в более компактном исполнении, Murata например. Если управление с FPGA, без таких наворотов к сожалению не обойтись. Размышления такие - на низких частотах работает логика (ключевой режим), на высоких - ФНЧ.
От DC-DC развязка - разделением земель, после DC-DC - LDO по аналоговым питаниям.

[ScrewDriver]

А кому удалось решить проблему наводок по цепям управления?

Ставлю по шине управления BC847 как инвертирующие ключи, за ними следом 10 пик на землю. В отсутствии сигнала в шине транзисторы заперты и неплохо подавляют помеху на единицах и десятках мегагерц, дальше вступают конденсаторы.
Совсем дорого-богато было бы ставить оптронную развязку, но такой необходимости пока не возникало.

[Chenakin]

Проблемы бывают в нахождении коротких EMI feed thru, например чтобы уместиться в 3 мм слоя алюминия ( на более толстый нет места по габаритам и массе).

Получите и распишитесь. 110 mils ~ 2.8 мм. Видел и поменьше где-то.

 PXSWeb_000.pdf ( 543.56 килобайт ) Кол-во скачиваний: 134

Ключи по цепям управлений с изоляцией СВЧ наводок обычно не справляются

Комбинация - ключи на низкой частоте, ФНЧ (того или иного типа, пусть тот же одиночный, но правильно выбранный конденсатор вкупе с внутреннем сопротивлением ключа) на RF.

Ну и постоянные проблемы с пересинхронизацией SPI при переключении ( иголки на клоках).

Не забудьте pull-up/down резисторы с небольшой емкостью.

ЗЫ. По поводу "бутерброда" - не подскажи те ли ссылки на видеоуроки по использованию популярных CADов для такого проектирования?

Нет, сейчас в это не вникаю. Помню делали и в Автокаде, и в Солидворксе.

Особенно если верхнюю (ВЧ) и нижнюю ( цифра и питание) платы разводят два разных человека- согласование позиций feed thru превращает разработку в балаган.

О, как это знакомо! Особенно если добавить ещё и третьего на проектирование корпуса. Тут ничего не поделаешь, кого-то приходится назначать любимой женой

[khach]

Получите и распишитесь. 110 mils ~ 2.8 мм. Видел и поменьше где-то.

Спасибо, попробуем и эти. Тут еще есть проблема- если плата слишком близко расположена к феедтру, то начинает крошиться изолятор феедтру даже при минимальной несоосности. Приходилось или увеличивать диаметр отверстия под вывод феедтру чтоб перед запайкой вывод разместился как ему удобнее, или давать больший зазор между феедтру и платой, например если в плату запаивались пружинные цанги под выводы феедтру для разбирабельности конструкции.
Вот еще вопрос, раз разговор зашел за развязку - в одном из синтезаторов на базе ADF была попытка контролировать величину Vtune внешним АЦП, чтобы учесть уход VCO на границу поддиапазона. Постоянно вычитывать внутренний АЦП ( даже если это возможно как в МАХ2870) создавало цифровой флуд на шине управления и портило спектр. Буферирование Vtune повторителем на ОУ тоже портило спектр. Был вариант с отключаемым монитором на герконовом реле. Работало. Что еще можете посоветовать для такой невралгической цепи? Не мониторить и ждать потери захвата- не выход, т.к синтезатор использовался с переменной Fref.

[rloc]

Если автор темы не против нескольких сопутствующих вопросов по ЭМС, то продолжим.

Получите и распишитесь. 110 mils ~ 2.8 мм. Видел и поменьше где-то.

Какие терминалы для PCB можно использовать? Интересны сквозные, допускающие большой ход по высоте и установку с разных сторон. И какие возможны варианты коаксиальных переходов для передачи СВЧ с одной стороны бутерброда на другой при заданной толщине, в том числе 2.8 мм?

Буферирование Vtune повторителем на ОУ тоже портило спектр.

На FET или BJT был вход усилителя?

[khach]

На FET или BJT был вход усилителя?

JFET ставили- низкие шумы, низкий входной ток. Тяжело только было 3-вольтовый по питанию найти, чтобы лишние напряжения не плодить. Если точно помню, в макете был AD823. Был и вариант с внешним jfet транзистором в качестве повторителя.
Для печатных плат делали feedthru по мотивам https://www.google.com/patents/US6765779 или виасы с радиалстабами во внутренних слоях.
Про вот такой фильтр только читал https://www.google.ch/patents/US20110017504 в реале не нашел. Там по ссылкам "Z-directed pass-through components for printed circuit boards" еще куча вариантов конструкции.

[Chenakin]

Какие терминалы для PCB можно использовать? Интересны сквозные, допускающие большой ход по высоте и установку с разных сторон.

В зависимости от типа feed thru. Например, такая комбинация:
 f1.pdf ( 30.33 килобайт ) Кол-во скачиваний: 66
 f2.pdf ( 12.97 килобайт ) Кол-во скачиваний: 75

или давать больший зазор между феедтру и платой, например если в плату запаивались пружинные цанги под выводы феедтру для разбирабельности конструкции.

Ещё один приём (чтобы не увеличивать размер по высоте) – утопить цангу в плате. В многослойке отверстие делается двухуровневым (это обычная технологическая операция в производстве PCB), так что цанга ложится заподлицо с обратной стороны платы.

И какие возможны варианты коаксиальных переходов для передачи СВЧ с одной стороны бутерброда на другой при заданной толщине, в том числе 2.8 мм?

Я противник таких переходов. Но если надо 2.8 мм именно на таких же feed thru, то берете 0-омную, надеваете на нее тефлоновую трубочку и высверливаете отверстие в корпусе под 50-омный коаксиал. Ну и, конечно, есть масса готовых 50-омных коаксиальных разъемов-защелок. Тип и размеры с ходу не вспомню. Повторяю, я не сторонник этого.

с одной стороны бутерброда

Бутерброд – это не очень удачное определение, т.к. именно так (sandwich) называют конструкцию, когда одна плата зажимается между двумя половинками корпуса (т.е. самое плохое, что только можно придумать с точки зрения EMI). Новое определение за Вами

Буферирование Vtune повторителем на ОУ тоже портило спектр. Был вариант с отключаемым монитором на герконовом реле. Работало. Что еще можете посоветовать для такой невралгической цепи? Не мониторить и ждать потери захвата- не выход, т.к синтезатор использовался с переменной Fref.

Избегать невралгии. Vtune является второй (по критичности) точкой в синтезаторе. По этому её трогать не стоит. Вообще. Если не мониторить никак нельзя, то делать это в другом месте и/или другим способом. Например, снимаете сигнал с ГУН-а через НО и делитель (наверняка это у Вас уже присутствует) и подаете на вход дополнительного DDS (коэф. деления любой, главное не переходить макс. клока для DDS). А вот DDS перепрограммируете каждый раз (синхронно с управлением синтезатора) таким образом, чтобы для любой данной частоты синтезатора он выдавал какую-то фиксированную частоту (10 МГц, 100 и т.д. – не суть важно). А далее мониторите эту фиксированную частоту тем или иным способом. Хотите "неограниченную" точность, собираете простенький частотометр на ПЛИС. Или же просто ставите полосовой фильтр и мониторите напряжение на его выходе (есть захват / нет захвата). Ну и, конечно, никаких герконов. Это уже совсем анахронизм.

[rloc]

Но если надо 2.8 мм именно на таких же feed thru, то берете 0-омную, надеваете на нее тефлоновую трубочку и высверливаете отверстие в корпусе под 50-омный коаксиал.

Честно, я тоже не сторонник такой комбинации, нет уверенности в землянном контакте печать-перегородка. Знаю 2-3 фирмы, делающие боард-ту-боард коаксиальные разьемы, но они устанавливаются с обратной стороны и их не утопишь..

Ещё один приём (чтобы не увеличивать размер по высоте) – утопить цангу в плате. В многослойке отверстие делается двухуровневым (это обычная технологическая операция в производстве PCB), так что цанга ложится заподлицо с обратной стороны платы.

Backdrilling? Без металлизации, пайка со стороны компонентов? Задам еще уточнющий вопрос, в голове пока с трудом укладывается технологическая цепочка. Терминалы должны выступать с лицевой стороны платы и пайка отдельной операцией вручную? Или, второй вариант, - вставляются с натягом с пастой и пайка со всеми компонентами вместе?

[Chenakin]

Backdrilling? Без металлизации, пайка со стороны компонентов? Задам еще уточнющий вопрос, в голове пока с трудом укладывается технологическая цепочка. Терминалы должны выступать с лицевой стороны платы и пайка отдельной операцией вручную? Или, второй вариант, - вставляются с натягом с пастой и пайка со всеми компонентами вместе?

Нет, отверстие (с двумя разными диаметрами) полностью металлизированное. Кстати, кромка платы тоже металлизируется. В технологическую цепочку, честно говоря, не вникал, это уже дело тех, кто изготавливает платы и потом их набивает. Для меня главное подтвердить, что (1) операция стандартная и (2) стоит недорого. Тогда я даю добро на использование, а вот все нестандартные технологические операции зарубаю на месте.

[khach]

Нет, отверстие (с двумя разными диаметрами) полностью металлизированное. Кстати, кромка платы тоже металлизируется. В технологическую цепочку, честно говоря, не вникал

Только с нас в этом случае содрали как за платы со слепыми виасам. Т.е сверловка происходит до склеивания пакетов. Рант цанги прячется внутрь отверстия и не упирается в изолятор фидтру. Кстати, неплохо около каждого контакта фидтру делать в плате пару отверстий для сьемника, чтобы расцепить цангу и фидтру в случае необходимости. А то по началу платы 0.8 мм ломали при пробе расцепить их.

Vtune является второй (по критичности) точкой в синтезаторе. По этому её трогать не стоит. Вообще. Если не мониторить никак нельзя, то делать это в другом месте и/или другим способом. Например, снимаете сигнал с ГУН-а через НО и делитель (наверняка это у Вас уже присутствует)

Тут проблема в том, что надо мониторить не частоту, а напряжения в смысле подхода к границам поддиапазона. Частота то все время одинаковая, пока петля в захвате. Начальная калибровка границ поддиапазонов и составление таблиц не спасает ситуацию, т.к с прогревом микросхемы границы поддиапазонов ползут. Вот интересно, по мотивам AN-1381 можно ли вычитать значение внутреннего АЦП?

[vfo]

А если мониторить напряжение не на Vtune непосредственно, а на конденсаторе пропорционально-интегрирующего фильтра? Включив этот конденсатор так, чтобы один из его выводов был на земле. Да ещё и сигнал снимать через большое сопротивление. Влияние должно существенно уменьшиться.

[ScrewDriver]

Только с нас в этом случае содрали как за платы со слепыми виасам. Т.е сверловка происходит до склеивания пакетов. Рант цанги прячется внутрь отверстия и не упирается в изолятор фидтру. Кстати, неплохо около каждого контакта фидтру делать в плате пару отверстий для сьемника, чтобы расцепить цангу и фидтру в случае необходимости. А то по началу платы 0.8 мм ломали при пробе расцепить их.


Тут проблема в том, что надо мониторить не частоту, а напряжения в смысле подхода к границам поддиапазона. Частота то все время одинаковая, пока петля в захвате. Начальная калибровка границ поддиапазонов и составление таблиц не спасает ситуацию, т.к с прогревом микросхемы границы поддиапазонов ползут. Вот интересно, по мотивам AN-1381 можно ли вычитать значение внутреннего АЦП?

В ФНЧ-фильтре в последовательной RC-цепочке R посадить на землю не напрямую, а составив делитель 1:100, т.е. если основной резистор 1 кОм - подключать его на землю через 10 Ом. С нижнего резистора снимать сигнал через УПН с Ку=100 и цифровать. Для надежности можно засадить в параллель резистору-датчику еще батарею конденсаторов 1-0,1-0,01мкф-100пф, чтобы удавить любые наводки и шумы со входа буфера в ФНЧ.

[VCO]

Пмсм, всё - вокруг да около, кроме оптронов. Но оптроны пока не работают до 100 МГц, а часто это нужно.
Потому для ПЛИС всё тот же рецепт - рандомизация частоты клока и данных её доступными методами.
Далее - дополнительная рандомизация RC-цепочкой, окончательно размазывающей спектр спур в полосе.
RC-фильтр надо рассчитать так, чтобы конденсатор не разряжался или разряжался слишком сильно, но при этом и не угробил управляющую диаграмму. Задача не такая простая для строгих даташитов, но вполне реальная.