Скорость, шаг, шумы … как совместить не совместимое., Синтезатор частоты с высокой скоростью свипирования Опции

[Vecheslav]

Здравствуйте, хочу выставить на обсуждение свой проект. Требуется создать синтезатор со следующими основными характеристиками:
Диапазон перестройки: 6000 – 12000 МГц
Шаг перестройки: 100кГц
Скорость перестройки: 1мкС
Уровень фазовых шумов: -70dBc/Гц@100кГц не хуже.

Для обеспечения высокой скорости перестройки с малым шагом, кроме как «качать» опору с помощью DDS ничего больше в голову не пришло.
Сразу скажу, что я человек новый в этом деле, практики нет вообще, время теоретического изучения данного направления меньше 4-х месяцев. За это время было прочитано масса статей и перечитан не один форум, в результате была выбрана следующая структурная схема:

Рисунок 1. Структурная схема синтезатора с ФАПЧ диапазона 6 – 12 ГГц.

Вопросы:
1) Влияние делителя ADF5000 на фазовые шумы (может взять /4 или /8) ?
2) Делитель лучше включать как показано на рисунке 2?

Рисунок 2. Схема включения делителя ADF500x.

3) Почему при использовании DDS в качестве опорного генератора лучше использовать синтезатор дробник?
4) Как выбирать опорную частоту для DDS так чтобы обеспечить максимальнюу скорость и минимальные фазовые шумы, а также побочные компоненты на частотах n•FCLK ± FOUT были максимально отфильтрованы.

Рисунок 3. Побочные компоненты и огибающая выходного спектра DDS.

5) Синтезатор был смоделирован в программе ADIsimPLL.


Рисунок 4. Схема включения синтезатора ADF4156 с ФАПЧ в программе ADIsimPLL.

Для обеспечения времени перестройки в 1мкС частота среза петлевого фильтра была выбрана 5МГц, время переходного процесса при этом получилось примерно 0,6мкС (с запасом).

Рисунок 5. Время установления частоты.

Фильтр был выбран активный с предварительной фильтрацией, инвертирующие включение.
Первичный выбор операционного усилителя проходил по двум параметрам, полоса пропускания ОУ должна быть на порядок выше полосы пропускания ФНЧ, то есть не менее 50МГц и по напряжению питания т.к. управляющее напряжение ГУНа (HMC732LC4b) от (0-23)В. Из ОУ предложенных в программе ADIsimPLL ничего не подошло. С интернета были скачены все ОУ фирмы ANALOG DEVICES. Выбрано было более трех десятков ОУ. Добавил пару моделей в ADIsimPLL 3.40->libBackup->OpAmp-> AnalogDevices.lib. При создании моделей было замечено, что при увеличении Ib на графике Leakage возле частоты основного сигнала появляются гармоники, то есть чем больше Ib тем больше количество, а самое главное и уровень этих гармоник. В литературе было вычитано, что это входной ток ошибки ОУ. Исходя из этого окончательный выбор пал на ОУ AD8033 с полосой 80МГц, Wide supply voltage range: 5 V to 24 V, и Ib = 1.5pA (IBias = 1.5p), была создана модель

.model AD8033
VNoise = 11n
VnCornerFreq = 700
INoise = 0.7f
VOffset = 1m
IOffset = 1p
IBias = 1.5p
.endmodel


Рисунок 6. Уровень шумов относительно основного сигнала? (как назвать этот график?)

А теперь вопрос:
а) Правильно ли выбрана полоса пропускания фильтра, и как отразится на шумовых характеристиках столь широкая полоса?
б) Правильно ли я действовал при выборе ОУ, может у кого есть опыт в создании активных петель для обеспечения такой скорости перестройки при сохранении заданных шумовых характеристик?

6) Как лучше ответвлять сигнал на обратную петлю ФАПЧ, через резистивный Т образный мост(по 18 Ом) или через ответвитесь, имеет ли это значение для улучшения качества шумов? Смотрим рисунок


Рисунок 7. а) Т – образный мост б) ответвитель.
7) Вообще как на ваш взгляд будет ли успевать синтезатор работать на таких скоростях, я так понимаю скорость самого синтезатора ограничена частотой сравнения фазового детектора, у ADF4156 частота фазового детектора Fфд = 32МГц, т.е. я так понимаю примерно 0,03 мкС для него максимальная скорость перестройки? Вроде как программно можно задать синтезатору количество раз сравнения ОСНОВНОГО сигнала с ОПОРНЫМ, есть такое?
8) В ADIsimPLL ГУН можно создать двумя путями: табличным и описанием его параметров. Я создал табличную модель заведя данные зависимости управляющего напряжения от частоты а также фазовые шумы. Меня смущает график №3 что это?

Рисунок 8. Характеристики ГУНа (HMC732LC4b)

Вторым способом у меня не получается создать модель, постоянно выдает какую то ошибку. Насколько правильно будет описан ГУН первым или вторым способом?

9) Спуры (Шыпы, Шпоры) что это такое я так до конца и не понял, какова природа их происхождения и как с ними бороться? на анализаторе спектра они в каком виде будут?

Рисунок 9. Общая шумовая характеристика при различных отстройках.

Только не надо отправлять меня читать опять литературу, и так далее, на все заданные мной вопросы у меня есть свое мнение, хочется услышать про тоже но другими словами.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[rloc]

Диапазон перестройки: 6000 – 12000 МГц
Шаг перестройки: 100кГц
Скорость перестройки: 1мкС
Уровень фазовых шумов: -70dBc/Гц@100кГц не хуже.

Проще устно лекцию прочитать, чем все в письменном виде перебирать.
Чтобы дальше продолжать, нужно как минимум определиться с какой точностью должна устанавливаться частота за 1 мкС?

[Vecheslav]

Проще устно лекцию прочитать, чем все в письменном виде перебирать.
Чтобы дальше продолжать, нужно как минимум определиться с какой точностью должна устанавливаться частота за 1 мкС?

10^-6

[тау]

весь ли диапазон надо перекрывать за 1 мкс ? ( на картинке вижу 8-12 ) но это бывает и не надо , а жить легче.

[rloc]

10^-6

Т.е. точность получается порядка 10 кГц.

Вы бы растянули свой график установления частоты по оси Y.

[Vecheslav]

весь ли диапазон надо перекрывать за 1 мкс ? ( на картинке вижу 8-12 ) но это бывает и не надо , а жить легче.

с шагом 100кГц за 1 мкС это было бы на грани фантастики ... скорость свипирования 1 мкС на точку... весь диапазон нужно пройти с шагом 100кГц, тратя на каждую точку по 1 мкС.

Т.е. точность получается порядка 10 кГц.

Вы бы растянули свой график установления частоты по оси Y.

я бы растянул да дома ADLsimPLL не установлена, графики с работы принес...может завтра, а что вы хотели там увидеть?

[khach]

С такой скоростью- только ДДС в качестве генератора частоты подставки, желательно квадратурный, чтобы только одна боковая в смесителе образовывалась. Ну и хардверный свип собственными силами ДДСа. Частота ФД ведь нужна под 100 мгц для перестройки за 1 мкс.
Можно конечно и ДДС применить в качестве ДПКД, но тут грабли с тем, что нет сейчас синтезаторов, где можно поставить свой ДПКД непосредственно перед ФД. А то бы AD9956 как раз подошла.
А так- AD9958 в квадратурном режиме качают image reject mixer. IRM стоит после прескалера на 6-12 ГГц но перед прескалером микросхемы ФАПЧ. Частот ФД под 100 Мгц- это только аналоговые девицы умеют.
Зы. Отвод на прескалер на 6 ггц прекрасно получается микрополосковым направленником- ненадо городить звезду на резисторах. Ну и тогда перед прескалером очень желателен gain block, он и развязку сразу обеспечит.

[rloc]

скорость свипирования 1 мкС на точку... весь диапазон нужно пройти с шагом 100кГц, тратя на каждую точку по 1 мкС.

Хотел сказать, установление частоты на 0.6 мкС не заканчивается, но если по всему диапазону скакать не надо, то это уже другой вопрос, его и надо моделировать.

[ledum]

А это, как его, я с быстрыми ДДС не работал, но шоб записать код частоты в 9912 надо 48 бит и 13 бит начального адреса + команда да на максимум 50МГц клоковой - за 1мкс не успеет? Али как? Ставить несколько ДДС? И через быстрые ключи? Делителем наверное Вилкинсон из двух колец поставил бы - октава все-таки.
Хотя если это приемник и с не очень большим динам диапазоном (до 80дБ) и полоса по выходу до 2 или до 30МГц я бы посмотрел в другую сторону.
Если есть деньги на ГУН от Хиттайта - отчего бы и синтез от него не взять - чай пошустрее ФД, да и менее шумные. На порядок вроде.

Сообщение отредактировал ledum - Sep 13 2011, 13:29

[khach]

А это, как его, я с быстрыми ДДС не работал, но шоб записать код частоты в 9912 надо 48 бит и 13 бит начального адреса + команда да на максимум 50МГц клоковой - за 1мкс не успеет? Али как? Ставить несколько ДДС?

Фича есть такая- hardware sweep. Это когда ДДС сам по частоте перестраивается, с определенной скоростью и шагом. Время до следующего шага можно задать в клоках. Вот синхронизировать внешнюю периферию с этим свипом бывает иногда сложно без FPGA. А если свип совсем произвольный- то использовать регистры профилей (PSK), заранее их грузить и потом переключать профили внешними выводами PS0-PS2. В пределе- AD9954 c его внутренней памятью и свип по заранее загруженной таблице.

ЗЫ. вот темой навеяло про спектральный анализатор с перестраиваемой по фазе LO. А можно ли по этому принципу сделать ФД, чувствительный только к одной из боковых полос смесителя подставки? Уж очень хочется от квадратурного ДДСа избавится. А то для октавных синтезаторов без IRM никак раньше обойтись не получалось - возможен захват за вторую гармонику ГУНа, или нужен был ЦАП предустановки частоты и фильтры переключаемые.

[Dr.Drew]

Многа букаф...а 1 мкс - это с учётом отгрузок? И закон изменения линейный?

[khach]

Многа букаф...а 1 мкс - это с учётом отгрузок? И закон изменения линейный?

У всех (кто может свипироваться) кроме 9954 - линейный (вверх или вниз или в обе стороны). Цитата из даташита 9956

For example, if the part is programmed to sweep from 100 MHz to 140 MHz and to take 1 kHz steps every 1000 sync clock cycles

у 9954 - все гораздо сложнее, там сам черт ногу сломит, понять ее режимы свипа из бортового RAM. Сам хочу, что бы кто-нибудь обьяснил "на пальцах".
Загружать конечно всю эту музыку надо заранее.
Конечно, на всякий пожарный случай есть еще старая добрая 9854 с параллельной шиной. FPGA прицепить и "вперед, на амбразуру"

[Dr.Drew]

Не успел к началу представления - всякие домашние дела: арбуз поесть, сериал посмотреть...
Вопрос автору про законы и времена.

[Vecheslav]

Фича есть такая- hardware sweep. Это когда ДДС сам по частоте перестраивается, с определенной скоростью и шагом. Время до следующего шага можно задать в клоках.

вот именно про этот режим я и имел ввиду, качать опору у синтезатора (в качестве которой выступает DDS) вверх вниз, зашивая начальное значение частоты, конечное, задавая шаг и скорость которая ограничена только опорной частотой уже самой DDS. Я так понимаю все это добро зашивается через SPI?

Вот синхронизировать внешнюю периферию с этим свипом бывает иногда сложно без FPGA.

это что такое? Во время свипирования контроллер не контролирует DDS пока тот не досвипируте до конца? или все таки свип можно остановить по какой то команде?

1) И все таки какой частоты опорник должен быть у DDS чтобы обеспечить скорость и фазовые шумы как можно меньше, я так понимаю максимально возможная для AD9956 это 400 МГц, но есть ли смысл искать такую опору так как фазовые шумы такова опорника значительно хуже чем у обычного кварцевого генератора на 10 МГц? Если я поставлю 10 МГц то у DDS есть внутренние умножители которые могут из 10МГц сделать 80МГц, а фазовые шумы получаться не хуже если бы опорник был внишний или я ошибаюсь?

2)Что такое квадратурный DDS?

С такой скоростью- только ДДС в качестве генератора частоты подставки, желательно квадратурный, чтобы только одна боковая в смесителе образовывалась. Ну и хардверный свип собственными силами ДДСа. Частота ФД ведь нужна под 100 мгц для перестройки за 1 мкс.
Можно конечно и ДДС применить в качестве ДПКД, но тут грабли с тем, что нет сейчас синтезаторов, где можно поставить свой ДПКД непосредственно перед ФД. А то бы AD9956 как раз подошла.
А так- AD9958 в квадратурном режиме качают image reject mixer. IRM стоит после прескалера на 6-12 ГГц но перед прескалером микросхемы ФАПЧ. Частот ФД под 100 Мгц- это только аналоговые девицы умеют.
Зы. Отвод на прескалер на 6 ггц прекрасно получается микрополосковым направленником- ненадо городить звезду на резисторах. Ну и тогда перед прескалером очень желателен gain block, он и развязку сразу обеспечит.

блин вроде на русском написано но нифига не понял...Частото ФД синтезатора нужна под 100МГц вот тут можно разжувать пожалуйста

Конечно, на всякий пожарный случай есть еще старая добрая 9854 с параллельной шиной. FPGA прицепить и "вперед, на амбразуру"

я так понимаю там выходная частота DDS управляется по параллельной шине и скорость ее перестройки уже зависит от скорости смены кода контроллера...а насколько хороша эта DDS по фазовым шумам...читаю даташит на AD9854 вроде как похуже чем у AD9956...

Если есть деньги на ГУН от Хиттайта - отчего бы и синтез от него не взять - чай пошустрее ФД, да и менее шумные. На порядок вроде.

да я бы с удовольствием с хитаем поработал да только проблема №1 его не могуд достать наши поставщики ((( №2 В какой программе на него петлю ФАПЧ считать?
в hmc702 или 703 реализован как и в ДДС тоже режим быстрой перестройки, но чет я не до конца разобрался, ДДСом привычней.

1) Из всего выше написанного я понял что у меня не правильно выбран синтезатор так как частота фазового детектора для 1мкС должна быть 100МГц... так это вроде 0,01мкС
2) Ни кто не говорит про выбор операционного усилителя, ну вообще про всю петлю в целом, будет ли все это добро работать на таких скоростях?

[ledum]

да я бы с удовольствием с хитаем поработал да только проблема №1 его не могуд достать наши поставщики ((( №2 В какой программе на него петлю ФАПЧ считать?

http://www.hittite.com/products/view.html/view/HMC702LP6CE например, есть пунктик Software Download - после регистрации, правда мне только YIG помог - так и не дали скачать. Да еще и что-то типа немерянного матлаба подгружает.

1) Из всего выше написанного я понял что у меня не правильно выбран синтезатор так как частота фазового детектора для 1мкС должна быть 100МГц... так это вроде 0,01мкС

Нет ПМСМ максимальную частоту ФД предлагают для уменьшения умножения ФШ и спуров ДДС в петле, само собой, не обязательно 100МГц, точнее она же у Вас в два раза меняться будет - типа 50-100 или там 30-60МГц
Насчет достать - написали бы в профиле хотя бы регион - Вам бы посоветовали где достать. В Украине, например - Филур, в Питере есть их дубль - Аллюр , aly.ru, хотя, я подозреваю, поставщиков гораздо больше.

Сообщение отредактировал ledum - Sep 13 2011, 16:29

[тау]

Здравствуйте, хочу выставить на обсуждение свой проект. Требуется создать синтезатор со следующими основными характеристиками:
Диапазон перестройки: 6000 – 12000 МГц
Шаг перестройки: 100кГц
Скорость перестройки: 1мкС
Уровень фазовых шумов: -70dBc/Гц@100кГц не хуже.

можно и получше сделать фазовые шумы на этой отстройке.
Скорость при шаге на 1 Мгц возможно сделать менее микросекунды, на 100кГц еще меньше . Полосу петли мегагерца 3 достаточно.

Transient Analysis of PLL
Frequency change from 8GHz to 8.000769231GHz
Simulation run for 20.0us

Frequency Locking
Time to lock to 1.00kHz is 884ns
Time to lock to 10.0 Hz is 1.52us

Phase Locking (VCO Output Phase)
Time to lock to 10.0 deg is 158ns
Time to lock to 1.00 deg is 418ns

см рисунок

Вопросы:
1) Влияние делителя ADF5000 на фазовые шумы (может взять /4 или /8) ?

практически не скажется

2) Делитель лучше включать как показано на рисунке 2?

с вилкинсона или напрямую или еще как.

3) Почему при использовании DDS в качестве опорного генератора лучше использовать синтезатор дробник?

лучше синтезатор -целочисленник

Рисунок 5. Время установления частоты.

Вам для диапазона 6-12 оченно подходит HMC702, даже и прескалер не нужон будет. К тому же при включении режима Cycle Slip Prevention время выхода на частоту раза в 2 уменьшается ( правда, на малых шагах это не очевидно и не факт что будет так, на больших шагах - однозначно)

При создании моделей было замечено, что при увеличении Ib на графике Leakage возле частоты основного сигнала появляются гармоники, то есть чем больше Ib тем больше количество, а самое главное и уровень этих гармоник. В литературе было вычитано, что это входной ток ошибки ОУ.

так и есть, входной ток порождает спуры ( палки) на спектре вых сигнала.

А теперь вопрос:
а) Правильно ли выбрана полоса пропускания фильтра, и как отразится на шумовых характеристиках столь широкая полоса?

широкая полоса хороша для малых отстроек, на отстройках более 150-200 кГц для вашего Гуна широкая полоса поднимет шум до уровня, определяемого микросхемой ПЛЛ, хотя Вас возможно это и устроит.

б) Правильно ли я действовал при выборе ОУ, может у кого есть опыт в создании активных петель для обеспечения такой скорости перестройки при сохранении заданных шумовых характеристик?

тут есть любители OPA211 , у него Rail to Rail по выходу , ну чуть больший уровень спур , но они и так будут хотя бы из-за DDS.

7) Вообще как на ваш взгляд будет ли успевать синтезатор работать на таких скоростях, я так понимаю скорость самого синтезатора ограничена частотой сравнения фазового детектора, у ADF4156 частота фазового детектора Fфд = 32МГц, т.е. я так понимаю примерно 0,03 мкС для него максимальная скорость перестройки?

нет

Вроде как программно можно задать синтезатору количество раз сравнения ОСНОВНОГО сигнала с ОПОРНЫМ, есть такое?

это ненужно

8) В ADIsimPLL ГУН можно создать двумя путями: табличным и описанием его параметров. Я создал табличную модель заведя данные зависимости управляющего напряжения от частоты а также фазовые шумы. Меня смущает график №3 что это?

график 3 - это крутизна ГУна , в данном случае продифференцированная величина от передаточной характеристики . Шорох и изломы - результат кривой исходной характеристики, которая на самом деле плавнее, а карандаш плохо в руке держал тот кто рисовал , вот вся кривь и повылезала. Не парьтесь.

Вторым способом у меня не получается создать модель, постоянно выдает какую то ошибку. Насколько правильно будет описан ГУН первым или вторым способом?

обе модели работают , достаточно для оценок брать среднюю крутизну , например 400 Мгц\Вольт и моделиовать в середине диапазона, а неизбежную компенсацию неравномерности крутизны компенсировать по диапазону изменением тока СР ФД.

9) Спуры (Шыпы, Шпоры) что это такое я так до конца и не понял, какова природа их происхождения и как с ними бороться? на анализаторе спектра они в каком виде будут?

В виде палок над уровнем шума. Природа проста только для палок из-за утечек по выходу CP или входу ОУ (без оу из-за утечек варикапов ГУН). Утечка должна компенсироваться однополярными импульсами с выхода ФД , это порождает пульсацию с частотой сравнения на входе ГУН. + гармоники этой пульсации, которые приводят к паразитной ЧМ гуна. Фракциональные спуры и спуры DDS -отдельная песенная тема.

Сообщение отредактировал тау - Sep 13 2011, 20:43

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Vecheslav]

можно и получше сделать фазовые шумы на этой отстройке.
Скорость при шаге на 1 Мгц возможно сделать менее микросекунды, на 100кГц еще меньше . Полосу петли мегагерца 3 достаточно.
см рисунок

вообще я конечно надеюсь что получится лучше чем в ТЗ... ошибку свою учел, действительно мне ведь нужно за 1 мкС сделать шаг на 100 кГц вперед, а я через весь диапазон шагнул...сегодня ошибка была исправлена и полученное время действительно меньше ну это и понятно ... короче согласен 3МГц достаточно ))).

лучше синтезатор -целочисленник

а вот тут поподробнее, можно развернуть ответ? Кроме увеличения частоты фазового детектора ничего больше в глаза не бросается...

Вам для диапазона 6-12 оченно подходит HMC702, даже и прескалер не нужон будет. К тому же при включении режима Cycle Slip Prevention время выхода на частоту раза в 2 уменьшается ( правда, на малых шагах это не очевидно и не факт что будет так, на больших шагах - однозначно)

вот над этим завтра думать буду... но шаг 100кГц мне менять никак нельзя ....

тут есть любители OPA211 , у него Rail to Rail по выходу , ну чуть больший уровень спур , но они и так будут хотя бы из-за DDS.

Вот по этой теме сегодня целый день к своим коллегам приставал. Единственное я понял что тот метод выбора ОУ который я описывал ранее вообще ну или не совсем правильный. Один говорит что раз частота ФД = 32МГц то желательно чтобы на этой частоте у операционного усилителя G (усиление) было максимально возможным. Открываю даташит на свой AD8033(полоса 80МГц, Ib =1,5) и вижу то усиление на этой частоте всего лишь G = 1,5, то есть при выходном управляющем напряжении синтезатора 0-4,5В получим всего лишь 0 - 7в, а моему ГУНу нужно 0-23В короче не дотягивает. Беседую с другим, он мне говорит что нафиг не надо смотреть ни на какое там усиление на 30МГц смотри типа сколько ОУ может максимум дать на низах, типо фильтр ФНЧ понизит частоту ФД и усилитель будет работать уже не на частоте ФД а гораздо ниже. Кому верить не знаю. Первому верю потому как он уже сталкивался с такой проблемой, когда петля на больших скоростях просто не работала, поставили более шустрый ОУ и все заработало. Он кстати ставил AD8056 (полоса 145МГц, Ib =2pA), я его тоже смотрел G = 2 на частоте 30МГц ... смотрел OPA211 но даташит на него скудный в плане графиков, а с табличными данными я не разобрался ... завтра опять пойду на поклон к опытным людям ))).

Еще не знаю как решить проблему с контролированием DDS в режиме свипа, нужно хотябы с каким то интервалом считывать с него код частоты...

[ledum]

смотрел OPA211 но даташит на него скудный в плане графиков

А в чем вопрос - единственное, что смотрится по графику - фликкерная граница по напряжению, я бы сказал 15Гц из Рис.1 даташита - все остальное берется типовое из таблицы
как-то так для libBackup\OpAmp\AnalogDevices.lib
VNoise = 1.1n
VnCornerFreq = 15
INoise = 1.7p
VOffset = 50u
IOffset = 25n
IBias = 60n
Если выбрать кастом опамп уже самом моделировщике, фликкер по току, я бы сказал 30Гц
К сожалению, как видите, ADIsimPLL глубоко пофиг усиление и фазовый сдвиг в опампе на краю полосы фильтра ФАПа - поэтому иногда вырастают уши бэтмена, где по расчету их не должно быть.

Сообщение отредактировал ledum - Sep 14 2011, 12:21

[khach]

Еще не знаю как решить проблему с контролированием DDS в режиме свипа, нужно хотябы с каким то интервалом считывать с него код частоты...

Считывать неполучится- скан сбивается. Приходилось тупо считать SYNC_CLK внешним таймером, да еще и напрямую таймер микроконтроллера не успевал, пришлось предделитель ставить. Т.е дернули PS0, рампа поехала, считаем SYNC_CLK и надеемся, что попадаем синхронно. Обычно на 1024 точек точности хватало с избытком, хотя конечно на пару десятков тактов разбег был. Более точно синхронизироваться, если CPLD применить.
Это все для 9956. Для более новых ДДСов вроде есть режим внешнего шага по IO_update, но я с ним не разбирался.

Квадратурный ДДС- двухканальный ДДС который генерит синус и косинус с одинаковой частотой. Обычно применяется AD9958 или более древний AD9854, хотя возможно применить и AD9850 с синхронизацией двух микросхем внешними триггерами. Обычно это вопрос цены комплектухи.
Квадратурник позволяет легко построить широкополосный смеситель с подавлением одной боковой полосы. Навязывать архитектуру синтезатора с генератором подставки на ДДС небуду, но в силу некоторых причин мы пришли именно к ней, хотя начинали со свипа опоры ФД. Вот блок схема этого синтеза из Манасевича, только смеситель СМ у нас с подавлением одной боковой. Это важно именно для октавных синтезаторов- при более узкой полосе можно фильтрами отстроится от нежелательной боковой.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[SmarTrunk]

"лучше синтезатор -целочисленник"
а вот тут поподробнее, можно развернуть ответ? Кроме увеличения частоты фазового детектора ничего больше в глаза не бросается...

Ну так вроде, теоретически, дробный синтезатор обеспечивает меньший шаг перестройки частоты (либо более высокую частоту сравнения при том же шаге перестройки), но слегка увеличивается шум и появляются спуры. А поскольку у Вас за перестройку частоты отвечает DDS (а ADF4156 тупо за ним отрабатывает, своим фазовым детектором), то дробный синтезатор Вам не нужен, а с точки зрения чистоты спектра - даже вреден.

[Vecheslav]

Ну так вроде, теоретически, дробный синтезатор обеспечивает меньший шаг перестройки частоты (либо более высокую частоту сравнения при том же шаге перестройки), но слегка увеличивается шум и появляются спуры. А поскольку у Вас за перестройку частоты отвечает DDS (а ADF4156 тупо за ним отрабатывает, своим фазовым детектором), то дробный синтезатор Вам не нужен, а с точки зрения чистоты спектра - даже вреден.

Ну на первый взгляд все правильно, но ADF4156 может работать и как целочисленник ... ладно вообще по началу я размышлял также как и вы и собирался ставить 4106 или 4108, но добрые люди посоветовали поставить дробник обосновывая это тем что спуры от DDS будут и у дробника и целочисленника, однако у дробника спуров будет гораздо меньше чем у целочисленника. Я поверил так как человек давно занимается в этом направлении и сделал не один проект. Хотя я и сейчас сомневаюсь, а вы мои сомнения подпитываете. Теория говорит что чем больше частота сравнения ФД тем меньше фазовых шумов, однако кто его знает как на практике оно выйдет тем более что в качестве опоры DDS. У вас был опыт использования DDS в качестве опорной частоты у синтезатора? Если да то с какими проблемами столкнулись вы? Как решили проблему со спурами? Как вы выбирали опорник для DDS?

[khach]

Ну на первый взгляд все правильно, но ADF4156 может работать и как целочисленник ...

Со стороны опоры ADF4156 всегда целочисленник- дробный модулятор стоит в РЧ канале. Так что спуры опоры на ДДС будут влиять в любом случае одинаково- и в дробном и в целочисленном. Вот и подумайте, что будет с петлей, когда спур влезет в полосу ФАПЧ, а он всегда найдется при октавной перестройке опорной частоты. Относительно безспуровые участи у ДДСа можно найти при перестройке процентов на 10-15 только, и то ценой "игры" с опорной частотой самого ДДСа- выбираются "странные" некратные нулям частоты.

[SmarTrunk]

У вас был опыт использования DDS в качестве опорной частоты у синтезатора? Если да то с какими проблемами столкнулись вы? Как решили проблему со спурами? Как вы выбирали опорник для DDS?

Я сейчас примерно на той же стадии, что и Вы, делаю проект, в чем-то похожий, но учебный, и тоже с DDS в качестве опоры. Вот доделаю, посмотрю спектр... а пока с интересом читаю эту ветку.

А пока у меня самого вопросы. Например, имеет ли смысл в обсуждаемой схеме поставить на выходе DDS не ФНЧ, а полосовой фильтр (ведь технически это легко) - часть вероятных спуров отфильтруется? Теоретически (!), серия AD995Х вроде неплохая по спурам, особенно если выходная частота много меньше тактовой (например, в 100 раз).

[ledum]

Например, имеет ли смысл в обсуждаемой схеме поставить на выходе DDS не ФНЧ, а полосовой фильтр (ведь технически это легко) - часть вероятных спуров отфильтруется? Теоретически (!), серия AD995Х вроде неплохая по спурам, особенно если выходная частота много меньше тактовой (например, в 100 раз).

Если диапазон перестройки ДДС меньше полосы ФАПа. ИМХО маловероятный случай. За полосой ФАП подфильтрует чуток спуры и так.
В 100 раз меньше тактовой - опять-таки маловероятный случай или Вы очень сильно умножите фазовые шумы и спуры ДДС в петле ФАПа, умножая сильно поделенную опору до, допустим, нужных Вам ГГц.

Сообщение отредактировал ledum - Sep 15 2011, 14:46

[Vecheslav]

Сегодня с утра модель операционного усилителя OPA211 была поставлена в схему, полученные результаты не очень меня удовлетвори, при всех плюсах этого операционника один но значительный минус портит всю картину IBias = 60nА уж слишком большой ток утечки. Возле спектра основного сигнала появляются РОГА,



а график переходного процесса получился вот как то так


Сел я и начал по второму разу перебирать операционные усилители, выбрал AD8067 в даташите написано что у него полоса 54МГц при G = 10, что же будет при G = 1 в даташите не приводится но судя по всему мегагер 200 как минимум. Ну и при сохранении всех прочих шумовых характеристик имеет малый ток утечки около 2pA, построил модель, поставил в схему графики намного лучше получились. Завтра более подробнее отпишусь по этому поводу...

[ledum]

При G=1 у него будет гудеж. Он меньше 8 неустойчив ЕМНИП.

[Vecheslav]

При G=1 у него будет гудеж. Он меньше 8 неустойчив ЕМНИП.

возможно так как в даташите до 8 значения и приводят ... блин мой мозг начинает кипеть ... как выбирать это долбанный операционник, с одной стороны он должен быть фильтром, с другой интегратором с третьей маштабирующим усилителем ... на какие цифры куда смотреть ... поставлю все равно AD8067 а если загудит то поменяю на AD8065 по размером он один в один, а с ним у моих коллег опыт работы уже есть.

[ledum]

В серийное изделие гусарскую рулетку не закладывают. Вы определитесь с идеологией, потом будете думать насчет фильтра.
Далее. Мы, например, не делаем малого шага у гетеродинов в приемниках - просто применяем оцифровку широкого горла и технологию Диджитал Даун Конвертерс - там можно идти часто достаточно быстро и с мелким шагом. Причем с квадратурами по выходу. Поэтому DDS в качестве опоры ФАПа для мелкого, как у Вас шага мне не интересны.
Это позволяет спурам быть отфильтроваными ФАПом - шаг (частота сравнения в целочисленке) намного больше полосы ФАПа.
Это я о том, что возможны бывают варианты на системном уровне.

Сообщение отредактировал ledum - Sep 15 2011, 17:12

[VCO]

Ух ты, какая интересная тема: пару лет назад мне тоже такую непосильную задачу взвалили, оказалось - слишком рано. Да и сейчас бы не взялся...

Сегодня с утра модель операционного усилителя OPA211 была поставлена в схему, полученные результаты не очень меня удовлетвори, при всех плюсах этого операционника один но значительный минус портит всю картину IBias = 60nА уж слишком большой ток утечки. Возле спектра основного сигнала появляются РОГА,

Ну и что Вас здесь шокировало, спуры -60 дБн для Ваших требований - это ещё по божески, тем более, что их можно снизить выбором менее высокочастотного операционника от Linear Technology со сверхмалыми токами утечки. Да и не в утечках тут дело, а в выбранной Вами полосе, обеспечивающей требуемое время перестройки, уменьшите полосу - уменьшатся спуры. Я на практике получаю в ФАПЧ с этим ОУ спуры не хуже -80 дБн. Мало того, пока альтернативы ему не нашёл для широкополосных ФАПЧ, может быть, пора снова искать. Обратите внимание на его достоинства: достаточно высокая частота единичного усиления, очень низкий шум, выход rail-to-rail, питание до 40 В.
Согласен с ledum, Вы лучше пересчитайте спуры выбранного Вами DDSа, хотя бы в узкой полосе, на частоты 6-12 ГГц и призадумайтесь о том, какую архитектуру синтезатора выбрать и как включать DDS в контуры ФАПЧ, о чём также говорил khach.
Есть крамольная мысль, что если Вам нужен только свип, то Вам надо либо отказаться от DDS и гонять по СВЧ спектру непосредственно ГУН, либо отказаться от октавной перестройки DDS, а перенести все тяготы октавной перестройки на широкополосную целочисленную ФАПЧ, с которой тоже придётся основательно подолбаться (сам сейчас этим занимаюсь). Впоследнем случае DDS должен перестраиваться в пределах выбранного шага ФАПЧ и обеспечивать уменьшение шага всей системы до 100кГц. Но здесь по рассчётам все скорее всего сведётся к шагу ФАПч не менее 20-50 МГц, что ненамного улучшит ситуацию, а необходимость высокоскоростной перестройки DDS приведёт к необходимости его построения по варианту FPGA+DAC, одним выстрелом убивающим и второго зайца - спуры выходного спектра DDS. Но и здесь засада: в высокоскоростной широкополосной ФАПЧ (а вы ещё попробуйте всё, включая управление, вогнать 1 мкс) вам несуждено фильтровать DDS, поэтому его спектр должен быть априори сверхчистым, что пока теоретически недостижимо. Вариант дробника даже не принимайте во внимание, он низкоскоростной по своей природе, его скорости не хватит для высокоскоростного свипа, а по спурам он может поспуорить с DDS.
Да, и определитесь наконец с требованиями по чистоте спектра в плане гармоник, субгармоник и спур (НПСС), мне кажется, что в этой разработке после скорости перестройки это второй краеугольный камень. Да и с шумами большой вопрос: запрашиваемый уровень фазового шума по моим представлениям соответствует спурам на уровне 50-60 дБн и слишком высок для каких-либо внятных современных приложений. Боюсь, что в данной ситуации на проблему надо взглянуть более комплексно, чем на уровне ТЗ. Каково назначение синтезатора, если не секрет? На метрологию и радиолакацию вроде не тянет, да и для радиприёма как-то сомнительно...

[Chenakin]

Навязывать архитектуру синтезатора с генератором подставки на ДДС небуду, но в силу некоторых причин мы пришли именно к ней, хотя начинали со свипа опоры ФД.

Если без излишней дипломатии, то некоторые причины – это фаз. шум и спуры. В связи с этим вопрос к автору темы. Каковы Ваши требования / ожидания по спурам?

Простой пример (всё – так, в первом приближении, чтобы оценить порядок величин). Если подавать сигнал DDS на вход ФД в простейшей однопетлевой ФАПЧ, то его спуры будут транслироваться на выход по 20logN закону (независимо какой делитель Вы используете: Hittite, 4106, дробный, DDS в самой петле и т.д.). Скажем, Вы свипируете DDS между 60 и 120 МГц, чтобы получить сигнал на выходе синтезатора 6000 – 12000 МГц. Т.е. N=100. Соответственно, спуры DDS на выходе синтезатора будут ухудшены на 20log100=40 дБ.

Теперь, какие спуры Вы ожидаете увидеть на выходе самого DDS? В такой широкой полосе не так уж сложно и -60 дБн повстречать. А на выходе всё это будет на 40 дБ хуже (в петле)... Вас это устроит? Если да, то это очень необычное ТЗ и считайте, что Вам повезло. Если нет, то вот это и будет Ваш ”bottle neck.” А утечки операционника и SimPLL анализ – это уже мелочи жизни, шлифовка деталей (тоже важно, но это уже потом).

Что с этим делать? Что и все - добавлять ”навороты” (список широчайший, тут у каждого будут свои собственные преференции), чтобы:

а. Уменьшать N
b. Давить спуры DDS (если он используется)

Собственно, ничего нового...

А пока у меня самого вопросы. Например, имеет ли смысл в обсуждаемой схеме поставить на выходе DDS не ФНЧ, а полосовой фильтр (ведь технически это легко) - часть вероятных спуров отфильтруется?

Только часть. А параметр в спецификации – зто всегда the worst case. В широкой полосе всегда отыщется спур, который расположен настолько близко к частоте выходного сигнала DDS, что отфильтровать его будет нереально (даже ФАПЧ-ем). Здесь нужны более серьёзные методы подавления спуров (или же использование очень узких кусочков полосы DDS).

Сообщение отредактировал Chenakin - Sep 16 2011, 23:44

[VCO]

Да, в догонку хочу предложить Vecheslavу рассмотреть для своих целей Новую структуру синтезатора частоты, A new concept in Frequency Synthesis, предлагаемую здесь: http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=85660
В том случае, если такая реализация Вас устраивает, советую выбрать октавный ГУН от Synergy из серии YIG-replacement, а также связаться с автором для более тщательного изучения метода. Vitaly K кажется был заинтересован в практической реализации метода.

[wjs]

Считывать неполучится- скан сбивается. Приходилось тупо считать SYNC_CLK внешним таймером, да еще и напрямую таймер микроконтроллера не успевал, пришлось предделитель ставить. Т.е дернули PS0, рампа поехала, считаем SYNC_CLK и надеемся, что попадаем синхронно. Обычно на 1024 точек точности хватало с избытком, хотя конечно на пару десятков тактов разбег был. Более точно синхронизироваться, если CPLD применить.
Это все для 9956. Для более новых ДДСов вроде есть режим внешнего шага по IO_update, но я с ним не разбирался.

Квадратурный ДДС- двухканальный ДДС который генерит синус и косинус с одинаковой частотой. Обычно применяется AD9958 или более древний AD9854, хотя возможно применить и AD9850 с синхронизацией двух микросхем внешними триггерами. Обычно это вопрос цены комплектухи.
Квадратурник позволяет легко построить широкополосный смеситель с подавлением одной боковой полосы. Навязывать архитектуру синтезатора с генератором подставки на ДДС небуду, но в силу некоторых причин мы пришли именно к ней, хотя начинали со свипа опоры ФД. Вот блок схема этого синтеза из Манасевича, только смеситель СМ у нас с подавлением одной боковой. Это важно именно для октавных синтезаторов- при более узкой полосе можно фильтрами отстроится от нежелательной боковой.

Поддерживаю идею khach-а.

[khach]

Поддерживаю идею khach-а.

Ну так работать небудет- после смесителя есть верхняя и нижняя боковая- прескалер с ума сойдет. Или надо кучу переключаемых фильтров городить и для предустановки еще и ЦАП ставить. Проблема именно в октавности перестройки. Кстати, это же ограничивает применение полосовых фильтров после ДДС- если перед захватом петли сложились такие условия, что полосовик режет сигнал от ГУНа, то захватат никогда непроизойдет. Но обычно эта проблема вылазит в схеме DDS в качестве ДПКД. Там приходится ДДСу два переключаемых фильтра ставить- один обычный ФНЧ для поиска и захвата, а потом переключение на узкополосник с частотой кратной ФД для подавления спуров.
Зы. да и смеситель на 12 ГГц октавный- еще то удовольствие. Я же говорю- делить 12 на 4 прескалером, потом квадратурный смеситель на ADL5385 например (он же и прескалер на 2 еще дополнительно) и потом какой-либо синтезатор ФАПЧ.
ЗЫ. Хотел блок-схему по-быстрому накидать в Visio, но где-то потерял "RF Schematic & Block Diagram Symbol Stencils for Visio". Нет ли у кого случайно ссылки?
ЗЫ2. Меня тут коллега в чате спрашивает. Если подобный синтезатор применять в устройстве, где планируется подавлять зеркальный канал фазовой модуляцией гетеродина, т.е крутить фазу гетеродина на 0-90-180-270 градусов переключением профилей DDS, то как определить момент окончания перестройки всей петли по фазе? Просто задержкой? Ну и если кто поделится ссылками на формулы, как рассчитывать фазовый сдвиг в ДДСе в зависимости от архитектуры синтезатора, чтобы на выходе получить именно нужные сдвиги по фазе.

[SmarTrunk]

Ну так работать небудет- после смесителя есть верхняя и нижняя боковая- прескалер с ума сойдет.

Тоже думал, и решил, что предполагается квадратурный DDS:

Квадратурный ДДС- двухканальный ДДС который генерит синус и косинус с одинаковой частотой. Квадратурник позволяет легко построить широкополосный смеситель с подавлением одной боковой полосы.

Хотя насколько именно подавится ненужная полоса, и подавится ли вообще, и как все будет работать с остатками этой полосы - это вопрос. Но идея красивая.

[wjs]

Тоже думал, и решил, что предполагается квадратурный DDS:
Хотя насколько именно подавится ненужная полоса, и подавится ли вообще, и как все будет работать с остатками этой полосы - это вопрос. Но идея красивая.

Подавить ненужную полосу (скажем та что fvco-fdds) можно на 30...40 дБ без особых проблем, проблема даже будет не в ней, а в fvco+2fdds, которая обычно давится на 5-10 дБ хуже. Если супер-квадратурного смесителя под рукой нет, то можно подмешивать ддс после делилки на 3 и поставить hmc497 или как советует khach делилку на 4 и adl-ку. Тут весь вопрос в том с каким уровнем эти спуры после модулятора просочатся на выход гуна и не повлияют ли они на работу PFD?

[khach]

Подавить ненужную полосу (скажем та что fvco-fdds) можно на 30...40 дБ без особых проблем,

В октавной полосе? В диапазоне 6-12 ГГц? Покажите, как. Тем более, что и RF и IF достаточно близки по частотам т.к. DDS даст всего 500 Мгц максимум. Понадобится хотя бы один 90 градусный мост октавный для IRM смесителя.

[Chenakin]

Подавить ненужную полосу (скажем та что fvco-fdds) можно на 30...40 дБ без особых проблем, проблема даже будет не в ней, а в fvco+2fdds, которая обычно давится на 5-10 дБ хуже. Если супер-квадратурного смесителя под рукой нет, то можно подмешивать ддс после делилки на 3 и поставить hmc497 или как советует khach делилку на 4 и adl-ку. Тут весь вопрос в том с каким уровнем эти спуры после модулятора просочатся на выход гуна и не повлияют ли они на работу PFD?

С тем подавлением что Вы указали (хотя 40 дБ на таких частотах, скажем так, заслуживает уважение), PFD должен работать нормально. Но, в данной архитектуре есть одна фундаментальная проблема. Я условно её называю ”использованием двух независимых опор.” Смысл (проблема) в том, что возникают комбинационные частоты, которые будут вылазить в виде спуров. В зависимости от требований по спурам, может для данного случая это и пройдёт. А вот, чтобы получить ”действительно низкие спуры” (понятно, всё относительно), нужно зашивать DDS в опору (точнее, нельзя делать частотно-независимой опору и подставку).

Сообщение отредактировал Chenakin - Sep 17 2011, 17:46

[Holly]

Только не надо отправлять меня читать опять литературу, и так далее, на все заданные мной вопросы у меня есть свое мнение, хочется услышать про тоже но другими словами.

все же, посоветую Вам посмотреть на фиг.1 в этой рекламке:
http://www.anapico.com/MJ-prodfeature-may09.pdf
это не совсем то, что Вам нужно сделать, но на рисунке достаточно ясно представлена общая стратегия решения задачи.

[wjs]

В октавной полосе? В диапазоне 6-12 ГГц? Покажите, как. Тем более, что и RF и IF достаточно близки по частотам т.к. DDS даст всего 500 Мгц максимум. Понадобится хотя бы один 90 градусный мост октавный для IRM смесителя.

А разве таких мостов не существует? Я конечно не спец в этой области, но на глаза попадались статьи и с мостами и с подобными модуляторами. Я понимаю, что задача не такая простая и на коленке это сделать не так просто. А вообще я как-то делал мост на КВ дак вот он работал с 2 до 30 МГц. Принцип там такой, что в плечи обычного делителя мощности включаются дополнительные L-C цепи у которых сдвиг фаз 90 градусов в очень широкой полосе. На свч такое тоже наверно можно реализовать.

А так я согласен, что лучше использовать готовые микрухи подмешивая ддс после делилки на 3 или на 4.


ps у hittite есть hmc256, но с ним похоже будет проблема с fvco-3fdds

Сообщение отредактировал wjs - Sep 17 2011, 22:26

[Vecheslav]

Ух ты, какая интересная тема: пару лет назад мне тоже такую непосильную задачу взвалили, оказалось - слишком рано. Да и сейчас бы не взялся...

оптимизму вы мне добавили...

Ну и что Вас здесь шокировало, спуры -60 дБн для Ваших требований - это ещё по божески, тем более, что их можно снизить выбором менее высокочастотного операционника от Linear Technology со сверхмалыми токами утечки. Да и не в утечках тут дело, а в выбранной Вами полосе, обеспечивающей требуемое время перестройки, уменьшите полосу - уменьшатся спуры. Я на практике получаю в ФАПЧ с этим ОУ спуры не хуже -80 дБн. Мало того, пока альтернативы ему не нашёл для широкополосных ФАПЧ, может быть, пора снова искать. Обратите внимание на его достоинства: достаточно высокая частота единичного усиления, очень низкий шум, выход rail-to-rail, питание до 40 В.

да я не говорю что усилитель плохой, я говорю что для моего проекта не совсем подходит, при моделировании я конечно уменьшал полосу фильтра и видел что все хорошо, но скорость заданная в ТЗ 1 мкС, это жестко заданный параметр, а следовательно и полосу мне уменьшить нельзя.

Согласен с ledum, Вы лучше пересчитайте спуры выбранного Вами DDSа, хотя бы в узкой полосе, на частоты 6-12 ГГц и призадумайтесь о том, какую архитектуру синтезатора выбрать и как включать DDS в контуры ФАПЧ, о чём также говорил khach.

да если бы я знал, какую архитектуру выбрать я бы тут не зарегистрироваля ... я же говорю у меня опыта нет ... я вот тут читаю все это и как Егор Батрудов глазами только хлопаю ...

Есть крамольная мысль, что если Вам нужен только свип, то Вам надо либо отказаться от DDS и гонять по СВЧ спектру непосредственно ГУН

это тоже вариант... подключил цап и гоняй Гуну напряжение... но при таком включении мы не будем знать какому напряжению какая частота соответствует, а это в моем случае важно. Можно конечно сделать синтезатор с большим шагом перестройки, ну например 100МГЦ, прошелся по диапзону с шагом 100МГц, отцифровал АЦП управляющее напряжение, можно сказать от калибровался что данной частоте соответствует такое то значение частоты, а потом с контроллера с нужной скоростью и шагом через цап выдавать напряжение на ГУН, все бы хорошо но городьбы много, да и спектр не очень хороший, хотелось бы его все таки через фапч гонять.

, либо отказаться от октавной перестройки DDS, а перенести все тяготы октавной перестройки на широкополосную целочисленную ФАПЧ, с которой тоже придётся основательно подолбаться (сам сейчас этим занимаюсь).

что такое октавная перестройка?

Впоследнем случае DDS должен перестраиваться в пределах выбранного шага ФАПЧ и обеспечивать уменьшение шага всей системы до 100кГц. Но здесь по рассчётам все скорее всего сведётся к шагу ФАПч не менее 20-50 МГц, что ненамного улучшит ситуацию, а необходимость высокоскоростной перестройки DDS приведёт к необходимости его построения по варианту FPGA+DAC, одним выстрелом убивающим и второго зайца - спуры выходного спектра DDS. Но и здесь засада: в высокоскоростной широкополосной ФАПЧ (а вы ещё попробуйте всё, включая управление, вогнать 1 мкс) вам несуждено фильтровать DDS, поэтому его спектр должен быть априори сверхчистым, что пока теоретически недостижимо. Вариант дробника даже не принимайте во внимание, он низкоскоростной по своей природе, его скорости не хватит для высокоскоростного свипа, а по спурам он может поспуорить с DDS.

мало чего понял ... варианту FPGA+DAC это как? что такое FPGA?

Да, и определитесь наконец с требованиями по чистоте спектра в плане гармоник, субгармоник и спур (НПСС),

Требования просты гармоники и все остальное должны быть на уровне -70dB относительно основного сигнала.

мне кажется, что в этой разработке после скорости перестройки это второй краеугольный камень. Да и с шумами большой вопрос: запрашиваемый уровень фазового шума по моим представлениям соответствует спурам на уровне 50-60 дБн и слишком высок для каких-либо внятных современных приложений. Боюсь, что в данной ситуации на проблему надо взглянуть более комплексно, чем на уровне ТЗ.

да я уже за голову начинаю хвататься тут куда не плюнь везде одни краеугольные камни, а предложенная мной структурная схема где в качестве опорника я собирался поставить DDS вообще не имеет места быть?

Каково назначение синтезатора, если не секрет? На метрологию и радиолакацию вроде не тянет, да и для радиприёма как-то сомнительно...

да это не важно где ... на выходе нужен сигнал который может точно вставать на точку, а при необходимости свипировать с 1мкС на точку и 100кГц шага. И при уровень фазовых шумов должн быть -70dB при отстройки на 100кГц.

Если без излишней дипломатии, то некоторые причины – это фаз. шум и спуры. В связи с этим вопрос к автору темы. Каковы Ваши требования / ожидания по спурам?

эээ как бы сказать если бы я понимал до конца что такое спуры и какова уровня они могут быть на выходе DDS, рисуя свою структурную схему я надеялся что с выхода ДДС будет спектр иголочка с заявленными фазовыми шумами по даташиту, но чувствовал что все слишком просто , поэтому зарегистрировался здесь, я уже понял что много чего не учитывал, спасибо что открыли мне глаза но от этого не легче...

Теперь, какие спуры Вы ожидаете увидеть на выходе самого DDS? В такой широкой полосе не так уж сложно и -60 дБн повстречать. А на выходе всё это будет на 40 дБ хуже (в петле)... Вас это устроит? Если да, то это очень необычное ТЗ и считайте, что Вам повезло. Если нет, то вот это и будет Ваш ”bottle neck.” А утечки операционника и SimPLL анализ – это уже мелочи жизни, шлифовка деталей (тоже важно, но это уже потом).

здесь все понятно ... тз обычное... и меня это не устроит.

Да, в догонку хочу предложить Vecheslavу рассмотреть для своих целей Новую структуру синтезатора частоты, A new concept in Frequency Synthesis, предлагаемую здесь: http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=85660
В том случае, если такая реализация Вас устраивает, советую выбрать октавный ГУН от Synergy из серии YIG-replacement, а также связаться с автором для более тщательного изучения метода. Vitaly K кажется был заинтересован в практической реализации метода.

спасибо обязательно почитаю ... меня устроит все, лишь бы решить поставленную задачу ... финансового ограничения нет

Поддерживаю идею khach-а.

ну наконец то конкретное предложение ... вот только с работой разобраться не могу. Частота 1ГГц поступает на ДДС куда она ему там заводится как опора? так что то многовато. Как тут работает смеситель? Я так понимаю у этого синтезатьра по шести разрядной шине можно менять значение N. В общем можно пояснить что здесь куда поподробней.

Сообщение отредактировал Vecheslav - Sep 18 2011, 06:32

[VCO]

А так я согласен, что лучше использовать готовые микрухи подмешивая ддс после делилки на 3 или на 4.

ps у hittite есть hmc256, но с ним похоже будет проблема с fvco-3fdds

Проблема подмешивания в октавной полосе имхо должна быть при любом делении. Я пока не спец в таких архитектурах, но сдаётся мне, при построении такой схемы с участием DDS придётся шибко много "хитрить", например, менять опорную частоту DDS, коэффициент деления частоты ГУНа, смесители и фильтры на выходе смесителя и т.д. Мне кажется, что начинающему специалисту это пока не под силу, сужу прежде всего по себе.
Есть ещё один вариант, который пока не рассматривался: разбивание октавы или 2/3 октавы на относительно узкие полосы, скажем, 1/8 октавы и построение мультиГУНовой ФАПЧ. Ведь в основной идее почти всех предложений ФАПЧ рассматривается как умножитель частоты, переносящий спектр частот DDS с октавной перестройкой на спектр октавного ГУНа. Разбивание спектра на поддиапазоны, конечно, сильно удорожит и усложнит синтезатор, зато упростит процесс подмешивания частоты DDS. Возможен ли такой подход к проектированию такого сложного синтезатора?

оптимизму вы мне добавили...

Здесь важен реализм, чтобы избежать ненужных растрат денег и времени. У меня это свелось к разработке схемы и расчетам её характеристик, после чего я пришёл к выводу, что она нас не устроит и продолжать не стОит...

да если бы я знал, какую архитектуру выбрать я бы тут не зарегистрироваля ... я же говорю у меня опыта нет ... я вот тут читаю все это и как Егор Батрудов глазами только хлопаю ...

Тогда беглый ликбез по статьям Александра Ченакина из соседней темы http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=84312 Вам как раз пригодится. Если "по-ангельски" "с листа" читаете, то за пару- тройку дней управитесь

это тоже вариант... подключил цап и гоняй Гуну напряжение... но при таком включении мы не будем знать какому напряжению какая частота соответствует, а это в моем случае важно. Можно конечно сделать синтезатор с большим шагом перестройки, ну например 100МГЦ, прошелся по диапзону с шагом 100МГц, отцифровал АЦП управляющее напряжение, можно сказать от калибровался что данной частоте соответствует такое то значение частоты, а потом с контроллера с нужной скоростью и шагом через цап выдавать напряжение на ГУН, все бы хорошо но городьбы много, да и спектр не очень хороший, хотелось бы его все таки через фапч гонять.

Нет, так не получится! Разрядности самого крутого ЦАП маловато будет, да и нестабильно это всё в температуре. Кроме того кривая управления ГУНом сильно нелинейна. Здесь всё гораздо сложнее...

что такое октавная перестройка?

в 2 раза

мало чего понял ... варианту FPGA+DAC это как? что такое FPGA?

Это ещё одна тема... Точнее две темы, пока не заморачивайтесь, это Вам скорее всего никчему.

Требования просты гармоники и все остальное должны быть на уровне -70dB относительно основного сигнала.

Про DDS, возможно, придётся вообще забыть...

да я уже за голову начинаю хвататься тут куда не плюнь везде одни краеугольные камни, а предложенная мной структурная схема где в качестве опорника я собирался поставить DDS вообще не имеет места быть?

... в таком включении - скорее всего

да это не важно где ... на выходе нужен сигнал который может точно вставать на точку, а при необходимости свипировать с 1мкС на точку и 100кГц шага. И при этом ширина спктра должна быть -70dB при отстройки на 100кГц.

Если честно, последнее предложение не понял

эээ как бы сказать если бы я понимал до конца что такое спуры и какова уровня они могут быть на выходе DDS, рисуя свою структурную схему я надеялся что с выхода ДДС будет спектр иголочка с заявленными фазовыми шумами по даташиту, но чувствовал что все слишком просто , поэтому зарегистрировался здесь, я уже понял что много чего не учитывал, спасибо что открыли мне глаза но от этого не легче...

Это поправимо, советую прочитать книгу Александра Ченакина, там всё очень популярно описано.

[Vecheslav]

Я же говорю- делить 12 на 4 прескалером, потом квадратурный смеситель на ADL5385 например (он же и прескалер на 2 еще дополнительно) и потом какой-либо синтезатор ФАПЧ.

Можно по подробней принцип работы объяснить? Желательно с блок схемой.

ЗЫ2. Меня тут коллега в чате спрашивает. Если подобный синтезатор применять в устройстве, где планируется подавлять зеркальный канал фазовой модуляцией гетеродина, т.е крутить фазу гетеродина на 0-90-180-270 градусов переключением профилей DDS

ничего подобного мне не требуется...

Если честно, последнее предложение не понял

если честно я тоже ))) ... уровень фазовых -70dB при отстройки на 100кГц.

Сообщение отредактировал Vecheslav - Sep 18 2011, 06:31

[VCO]

Vecheslav, я не случайно спросил о назначении синтезатора, так как это может оказаться очень важным обстоятельством, как пару-тройку раз было у меня. Примерно такое же сложное задание недавно получил и я: сделать один октавный СВЧ-синтезатор с шагом 1 кГц, ф.ш. -102 дБн/Гц и спурами не выше -90 дБн и один "крутой" СВЧ-синтезатор на фиксированную частоту. Справедливости ради надо сказать, что время перестройки было установлено не более 10 мс, что в 10000 раз больше, чем у Вас, но всё равно для меня эта задача казалась нерешаемой: синтезаторы с таким чистым спектром я ещё не делал, об использовании DDS не могло идти и речи, даже после фильтрации спуры при переносе вверх взмыли бы до -70 дБн.
Всё решилось только после того, как я влез с головою в архитектуру приёмника, для которого предназначались синтезаторы. Оказалось, что это приёмник с двойным преобразованием частоты, где оба синтезатора - источники частот гетеродинов понижающих преобразователей (даунконверторов) частоты, а функцию "мелкого шага" можно перенести с октавного на одночастотный синтезатор, преобразовав изходное задание в следующий вид: сделать один октавный СВЧ-синтезатор с шагом 100 МГц, ф.ш. -102 дБн/Гц и спурами не выше -90 дБн и один СВЧ-синтезатор, перестраиваемый в полосе 100 МГц с шагом 1 кГц с аналогичными характеристиками по чистоте спектра.
В итоге мне скоро предстоит (сейчас жду изготовления ПП и закупки комплектующих) делать два синтезатора средней сложности вместо одного очень сложного и одного простого.
Возможно, что у Вас таже самая ситуация, тогда всё может сильно упроститься с одного суперсложного синтезатора в два сложных.

[тау]

добрые люди посоветовали поставить дробник обосновывая это тем что спуры от DDS будут и у дробника и целочисленника, однако у дробника спуров будет гораздо меньше чем у целочисленника.

выделенное неверно. Но фракциональник бывает не так уж страшен.

Единственное я понял что тот метод выбора ОУ который я описывал ранее вообще ну или не совсем правильный. Один говорит что раз частота ФД = 32МГц то желательно чтобы на этой частоте у операционного усилителя G (усиление) было максимально возможным. Открываю даташит на свой AD8033(полоса 80МГц, Ib =1,5) и вижу то усиление на этой частоте всего лишь G = 1,5, то есть при выходном управляющем напряжении синтезатора 0-4,5В получим всего лишь 0 - 7в, а моему ГУНу нужно 0-23В короче не дотягивает. Беседую с другим, он мне говорит что нафиг не надо смотреть ни на какое там усиление на 30МГц смотри типа сколько ОУ может максимум дать на низах, типо фильтр ФНЧ понизит частоту ФД и усилитель будет работать уже не на частоте ФД а гораздо ниже. Кому верить не знаю.

второй более прав нежели первый. Для вашей схемы смотреть надо, чтобы частота единичного усиления ОУ была раза в 2 ( а лучше больше) выше чем частота второго полюса элементов фильтра PLL ( в Вашей схеме второй полюс определяется RC цепочкой перед ГУНом) и на частоте второго полюса запас по фазе собственно ОУ в схеме с единичным усилением был градусов хотя бы 80 , лучше 89, но никак не 45 !

У топикстартера частный случай и не высокие требования по шумам, поэтому предложу такую конфигурацию прямого синтеза . Без ДДС, возьмем фракциональный PLL , опору 200М, реф_предделитель переключаем либо 3 либо 4 ( или 3-5) и таким макаром, чтобы фракциональная часть оказывалась всегда существенно выше полосы (на порядок) его фильтра ПЛЛ, в этом случае спуры в полосе невелики совсем. Полосу фильтра уменьшаем до 200-1000кГц , назначение PLL в таком случае - следить за частотой на выходе "интегрально". Дифференциально "мелкие ступеньки" на пиле ГУНа пусть обеспечиваются коммутируемым мелким конденсатором, подключаемым при смене частоты к интегрирующей емкости ОУ фильтра PLL. Перед этим конденсатор должен заряжаться от ЦАП в каждом цикле смены частоты. Невысокая дифференциальная точность каждой ступеньки не важна по ТЗ (10кГц на фоне 100кГц ступеньки могут быть обеспечены даже 8 разрядным ЦАПом). Весь свип 6-12G занимает у стартера много десятков миллисекунд и интегральная точность по всей пиле ГУНа может быть достигнута узкополосной петлей.
Вероятно потребуется калибровка все этой кухни в медленном режиме.

[Vecheslav]

Vecheslav, я не случайно спросил о назначении синтезатора, так как это может оказаться очень важным обстоятельством, как пару-тройку раз было у меня. Примерно такое же сложное задание недавно получил и я: сделать один октавный СВЧ-синтезатор с шагом 1 кГц, ф.ш. -102 дБн/Гц и спурами не выше -90 дБн и один "крутой" СВЧ-синтезатор на фиксированную частоту. Справедливости ради надо сказать, что время перестройки было установлено не более 10 мс, что в 10000 раз больше, чем у Вас, но всё равно для меня эта задача казалась нерешаемой: синтезаторы с таким чистым спектром я ещё не делал, об использовании DDS не могло идти и речи, даже после фильтрации спуры при переносе вверх взмыли бы до -70 дБн.
Всё решилось только после того, как я влез с головою в архитектуру приёмника, для которого предназначались синтезаторы. Оказалось, что это приёмник с двойным преобразованием частоты, где оба синтезатора - источники частот гетеродинов понижающих преобразователей (даунконверторов) частоты, а функцию "мелкого шага" можно перенести с октавного на одночастотный синтезатор, преобразовав изходное задание в следующий вид: сделать один октавный СВЧ-синтезатор с шагом 100 МГц, ф.ш. -102 дБн/Гц и спурами не выше -90 дБн и один СВЧ-синтезатор, перестраиваемый в полосе 100 МГц с шагом 1 кГц с аналогичными характеристиками по чистоте спектра.
В итоге мне скоро предстоит (сейчас жду изготовления ПП и закупки комплектующих) делать два синтезатора средней сложности вместо одного очень сложного и одного простого.
Возможно, что у Вас таже самая ситуация, тогда всё может сильно упроститься с одного суперсложного синтезатора в два сложных.

у меня смысл примерно тот же синтезатор выступает в качестве гетеродина который переносит принимаемый сигнал в область ПЧ. Я вот только не понял как вам удалось решить проблему. Еще я не понимаю термин "октавный синтезатор" "одно частотный синтезатор". Я вот выше не спроста о печатался. Сегодня перечитал ТЗ у меня в задании ширина спектра должна быть по уровню -70дБ не больше 100кГц, то есть что фазовые шумы должны быть не больше -70dBc при отстройки на 50 кГц, скорость перестройки 100кГц/мкс. Подразумевается работа как в режиме "СВИП" быстрая перестройка так и в режиме "ФАПЧ" шагать по диапазону с большим шагом (скорость тут не важна)

Я же говорю- делить 12 на 4 прескалером, потом квадратурный смеситель на ADL5385 например (он же и прескалер на 2 еще дополнительно) и потом какой-либо синтезатор ФАПЧ.

я вот тут схему накидал, если вам не трудно не могли бы вы описать принцип работы, в чем выигрыш такого построения.

У топикстартера частный случай и не высокие требования по шумам, поэтому предложу такую конфигурацию прямого синтеза . Без ДДС, возьмем фракциональный PLL , опору 200М, реф_предделитель переключаем либо 3 либо 4 ( или 3-5) и таким макаром, чтобы фракциональная часть оказывалась всегда существенно выше полосы (на порядок) его фильтра ПЛЛ, в этом случае спуры в полосе невелики совсем. Полосу фильтра уменьшаем до 200-1000кГц , назначение PLL в таком случае - следить за частотой на выходе "интегрально". Дифференциально "мелкие ступеньки" на пиле ГУНа пусть обеспечиваются коммутируемым мелким конденсатором, подключаемым при смене частоты к интегрирующей емкости ОУ фильтра PLL. Перед этим конденсатор должен заряжаться от ЦАП в каждом цикле смены частоты. Невысокая дифференциальная точность каждой ступеньки не важна по ТЗ (10кГц на фоне 100кГц ступеньки могут быть обеспечены даже 8 разрядным ЦАПом). Весь свип 6-12G занимает у стартера много десятков миллисекунд и интегральная точность по всей пиле ГУНа может быть достигнута узкополосной петлей.
Вероятно потребуется калибровка все этой кухни в медленном режиме.

трудно для моего понимания, боюсь без структурной схемы не понять. А как мы с такой узкой полосой будем двигаться со скорость 100кГц/мкс. И вообще я правильно понимаю что точность установки частоты зависит от точности установки частоты опорного генератора? И где в петле у нас ЦАП будет стоять?

Зы. Отвод на прескалер на 6 ггц прекрасно получается микрополосковым направленником- ненадо городить звезду на резисторах. Ну и тогда перед прескалером очень желателен gain block, он и развязку сразу обеспечит.

а получится с такой полосой направленник сделать, звезде на резисторах на этот параметр вроде плевать, а все таки в чем выигрыш?

Сообщение отредактировал Vecheslav - Sep 19 2011, 14:50

[khach]

я вот тут схему накидал, если вам не трудно не могли бы вы описать принцип работы, в чем выигрыш такого построения.

Идея отражена правильно, только есть некоторые огрехи- После ДДС надо ставить формирующие фильтры. Или обычные ФНЧ, или полосовики на вторую зону найквиста (очередное ноу-хау). После квадратурного смесителя тоже надо ФНЧ поставить, или два переключаемых- мы же работаем с октавным синтезатором, вторая гармоника ГУН весьма велика может быть, и теоретически возможен захват петли за вторую гармонику. Вот для этого и два переключаемых фильтра- один на нижний полудиапазон, второй-на верхний. Хотя можно и проще это сделать, но для этого сионал управления ГУНом надо завести в контроллер на аналоговый вход АЦП- тогда можно отследить захват за гармонику и "сдернуть" ГУН на нужную частоту.
Ну и опора 10 МГц при ФД 100- это явная ошибка. Опора должна быть выше или равна частоте ФД. ADF4108 тут лишний совершенно- после смесителя у нас частоты 750-1500 минус частота ДДС. 4108 со своми 8 ГГц с ума сойдет или зацепится за верхнюю боковую. Поэтому АДФ 4112 с головой достаточно. Если же все таки почему-то ставить 4108 то надо поднять крутизну RF сигнала отдельным компаратором перед 4108.
Опора для всей этой канители- лучше кварцевый генератор на 100-120 Мгц с хорошим спектром. Потом эта частота умножается на 8 или 10 и служит опорой ДДС, а на микросхему ФАПЧ- идет непосредственно.
Октавный синтезатор- синтезатор с перестройкой частоты в 2 раза. Это выделяется особо, потому что октавник построить сложнее, чем синтезатор на 10-20 % полосы. Та же вторая гармоника сбивает синтез с толку, плохие фазовые шумы ГУНа, Квадратурные мосты на краях диапазона оказываются не таким уж и квадратурными ну и прочие грабли.
ЗЫ. про фазовую перестройку LO- простите великодушно за вопрос, как автор и хозяин топика, просто если в тему пришли хорошие спецы, то иногда хочется задать вопрос на грани фола, вдруг в пылу дискуссии что подскажут.

[Vecheslav]

Октавный синтезатор- синтезатор с перестройкой частоты в 2 раза.

на первую часть ответа я еще задам вопросы, но хочется хотя бы в простейшем разобраться... с перестройкой частоты в 2 раза куда, чего? Уже весь интернет перерыл, в википедии ни слова. Есть гун, у него в зависимости от подаваемого на варикап напряжения на выходе какое то значение частоты. На анализаторе спектра это 1 сигнал со своим фазовым шумом. Охватив ГУН петлей фапч мы также на выходе получаем один сигнал.

Идея отражена правильно, только есть некоторые огрехи- После ДДС надо ставить формирующие фильтры. Или обычные ФНЧ, или полосовики на вторую зону найквиста (очередное ноу-хау).

Сразу вопрос как выбирать частоту среза для таких фильтров, меняя выходную частоту ДДС со скоростью 100кГц/мкс эти фильтры не будут затягивать время нарастания сигнала? Вторая зона найквиста, я так понимаю для ДДС, а какую частоту ДДС нужно подмешивать и вообще зачем нам квадратурный модулятор что именно он делает с основным сигналом ГУНа и с сигналами ДДС sin(t) и cos(t). В чем полезность такого включения?

Ну и опора 10 МГц при ФД 100- это явная ошибка.

ну да это качепятка ... хотя в моем случае возможно все )))

После квадратурного смесителя тоже надо ФНЧ поставить, или два переключаемых- мы же работаем с октавным синтезатором, вторая гармоника ГУН весьма велика может быть, и теоретически возможен захват петли за вторую гармонику. Вот для этого и два переключаемых фильтра- один на нижний полудиапазон, второй-на верхний.

переключать фильтры через коммутатор?

Хотя можно и проще это сделать, но для этого сионал управления ГУНом надо завести в контроллер на аналоговый вход АЦП- тогда можно отследить захват за гармонику и "сдернуть" ГУН на нужную частоту.

трудно к паниманию, понял только про оцифровку управляющего напряжения, а как при этом дергать гун с гармоники на основной сигнал не понятно ... и как все это отслеживать на скорости 100кГц/1мкс

ADF4108 тут лишний совершенно- после смесителя у нас частоты 750-1500 минус частота ДДС. 4108 со своми 8 ГГц с ума сойдет или зацепится за верхнюю боковую. Поэтому АДФ 4112 с головой достаточно. Если же все таки почему-то ставить 4108 то надо поднять крутизну RF сигнала отдельным компаратором перед 4108.

ну тут все более менее понятно... но все таки вопрос я так понимаю если синтезатор до 8ггц то сильно низкую частоту на него подавать не есть хорошо ... посмотрел 4112 все хорошо, а частота фазового детектора 55 мгц , тогда предлагаемую вами опору в 100-120мгц нужно как минимум попалам делить (R=2) может тогда и опору пониже, там и шумы пониже. Или все таки 4108 с частотой фд 104 мгц.

Сообщение отредактировал Vecheslav - Sep 19 2011, 17:40

[rloc]

Мне в последнем варианте не нравится то, что палки DDS будут расти на 20log(4). Желательно дополнительно использовать схемку, как предлагал в свое время Александр Ченакин:


Выбор коэффициента деления будет компромиссом между уровнем спур и частой ФД. И не обязательно использовать двухканальный DDS, частоту с одного канала можно сначала умножить на 2 и потом поделить на 2 с помощью двух триггеров, работающих по разным фронтам (те же 2 канала со сдвигом в 90 гр.). Точнее с учетом вышеприведенной схемы, если использовать делитель 2*N, то умножителя не потребуется.

ЗЫ. про фазовую перестройку LO- простите великодушно за вопрос, как автор и хозяин топика, просто если в тему пришли хорошие спецы, то иногда хочется задать вопрос на грани фола, вдруг в пылу дискуссии что подскажут.

Догадываюсь откуда ноги растут. Расквадратуривание с помощью модуляции LO хорошо для преобразования вниз, очень важную роль при этом играет семплер на входе АЦП. При преобразовании вверх по этой схеме, сложность синхронизации модулятора LO и DDS будет сравнима с обычной аналоговой схемой квадратурного смесителя.

[Vecheslav]

Опора для всей этой канители- лучше кварцевый генератор на 100-120 Мгц с хорошим спектром. Потом эта частота умножается на 8 или 10 и служит опорой ДДС, а на микросхему ФАПЧ- идет непосредственно.

вот тут большой вопрос...зачем опору умножать на 8 или 10? отодвинуть побочные составляющие ДДС от основного сигнала Fоп-Fс? А что станет с фазовыми шумами при таком умножение и как они (шумы) будут отражаться на выходном сигнале DDS? опять же у AD9958 REFCLK = 500 МГц. а так вроде тоже все понятно ))).

Сообщение отредактировал Vecheslav - Sep 19 2011, 17:04

[тау]

Сегодня перечитал ТЗ у меня в задании ширина спектра должна быть по уровню -70дБ не больше 100кГц, то есть что фазовые шумы должны быть не больше -70dBc при отстройки на 50 кГц, скорость перестройки 100кГц/мкс. Подразумевается работа как в режиме "СВИП" быстрая перестройка так и в режиме "ФАПЧ" шагать по диапазону с большим шагом (скорость тут не важна)

А как мы с такой узкой полосой будем двигаться со скорость 100кГц/мкс.

легко. "двигаться" это-ж не "стоять" с какой-то заданной величиной фазовой или частотной ошибки. ФАПЧ с полосой 500 кГц собственно "двигает" гун со скоростью 5ГГц за 25 мкс, т.е. 200МГц/мкс, что в 2000 раз больше, чем Вы хотите по последнему толкованию вашего ТЗ.

[Vecheslav]

легко. "двигаться" это-ж не "стоять" с какой-то заданной величиной фазовой или частотной ошибки. ФАПЧ с полосой 500 кГц собственно "двигает" гун со скоростью 5ГГц за 25 мкс, т.е. 200МГц/мкс, что в 2000 раз больше, чем Вы хотите по последнему толкованию вашего ТЗ.

200МГц/мкс тоесть я утачняю диапазон шириной 200МГц я пройду с шагом 100кГц за 1 мкс?

Т.е я так понимаю вы предлагает не ждать пока частота установится до конца и дергать ее дальше в пределах заданной ошибки установки, а ФАПЧ не собьется, ничего там в виде ошибки копиться не будет? Завтра набросаю предложенную вами схему посмотрим насколько я вас понял.



Сообщение отредактировал Vecheslav - Sep 19 2011, 17:16

[VCO]

у меня смысл примерно тот же синтезатор выступает в качестве гетеродина который переносит принимаемый сигнал в область ПЧ. Я вот только не понял как вам удалось решить проблему. Еще я не понимаю термин "октавный синтезатор" "одно частотный синтезатор". Я вот выше не спроста о печатался. Сегодня перечитал ТЗ у меня в задании ширина спектра должна быть по уровню -70дБ не больше 100кГц, то есть что фазовые шумы должны быть не больше -70dBc при отстройки на 50 кГц, скорость перестройки 100кГц/мкс. Подразумевается работа как в режиме "СВИП" быстрая перестройка так и в режиме "ФАПЧ" шагать по диапазону с большим шагом (скорость тут не важна)

Да вроде всё просто и подробно описАл: приёмник с двойным преобразованием, там было пофигу где делать смещение частоты с большим шагом, а где - с малым, поэтому и перенёс функцию смещения с мелким шагом на второй гетеродин, частота которого была кроме того ниже первого. "Одночастотный" синтезатор (СВЧ-опора) синтезировал раньше одну частоту, а стал перестраиваемым в диапазоне 100 МГц, который равен новому шагу первого синтезатора. Иными словами: первый синтезатор нарезает спектр с крупным шагом 100 МГц, второй - с мелким 1 кГц.
Вы лучше ещё раз уточните ТЗ, что-то уж больно много противоречий и нестыковок:
1. Начнём с того, что в дБ измеряется относительный или абсолютный уровень, а не фазовые шумы. Я ту фразу не мог понять потому, что речь вроде как сначала шла о шуме -70 дБн/Гц на отстройке 100 кГц, но потом я увидел другую трактовку "ширина спектра должна быть по уровню -70дБ не больше 100кГц", т.е. шумы не приведены к 1Гц, а определяются абсолютным уровнем шумовой юбки на смещениях -50кГц и +50кГц, причём независимо от уровня несущей, иначе были бы дБн, а не дБ. Что-то новенькое!?
2. Скорость перестройки и шаг перестройки необязательно связаны друг с другом. В ТЗ написано, что шаг в режиме свипа - 100 КГц? Или написано, что время перестройки с этим шагом должно быть не более 1 мкс с точность установки частоты 10^-6? Мне почему-то кажется, что Вы сами себе усложнили задание...

[khach]

но хочется хотя бы в простейшем разобраться... с перестройкой частоты в 2 раза куда, чего?

Обьясняю на пальцах. 12000-6000=6000 Это диапазон перестройки. А это диапазон перестройки в разах (12000-6000)/12000=1/2=50%. Ели бы например был задан диапазон перестройки 11000-12000 то перестройка в разах была бы (12000-11000)/12000=1/12=8%

Есть гун, у него в зависимости от подаваемого на варикап напряжения на выходе какое то значение частоты. На анализаторе спектра это 1 сигнал со своим фазовым шумом. Охватив ГУН петлей фапч мы также на выходе получаем один сигнал.

Там их больше. Если включим широкую полосу обзора на анализатре спектра, то найдет сигналы на частое 2f, 3f итд. Это гармоники сигнала :-). Они конечно меньше по амплитуде, но иногда достаточны для всяческих неприятностей. Например, стояли мы на частоте 6000. А потом поменяли частоту в петле на 12000. Так вот, с весьма большой вероятностью, мы останемя стоять на частоте 6000, а петля залочится за вторую гармонику сигнала. вариант входа в захват частоты при пердварительно незалоченной петле (начальное состояние системы после включения питания или срыва захвата) более интересен и мало предсказуем. Еще хуже, когда в сигнале есть комбинационные частоты- тогда полярность петли может не совпадать с полярностю перестройки той комбинационной частоты, за которую синтезатор в этот момент захватился (ну чувствительность прескалера максимальна для этой компоненты например). Тогда петля вообще может не залочится или попасть в автоколебательный режим.

Сразу вопрос как выбирать частоту среза для таких фильтров, меняя выходную частоту ДДС со скоростью 100кГц/мкс эти фильтры не будут затягивать время нарастания сигнала?

Вопрос очень интересен. Да, фильтры могут затягивать процесс перестройки- для 1 мкс это уже может быть важно. Но зависит это не от частоты среза фильтра, а от его добротности.

Вторая зона найквиста, я так понимаю для ДДС, а какую частоту ДДС нужно подмешивать и вообще зачем нам квадратурный модулятор что именно он делает с основным сигналом ГУНа и с сигналами ДДС sin(t) и cos(t). В чем полезность такого включения?

Вторая зона позволяет например работать с диапазоном перестройки ДДС 1100-1400 мгц при опоре 1000 мгц. Ну а первая-соответсвенно 0-400 (я оставляю запасы по частоте для фильтров).
Квадратурный смеситель позволяет получить частоту F-Fdds а не смесь из F-Fdds и F+Fdds. Если бы перестройка не была октавной, то лишнюю частоту можно было бы зарезать фильтром.

переключать фильтры через коммутатор?

Ну да, PiN диодами например. Хотя в момент переключения возможен срыв захвата.

трудно к паниманию, понял только про оцифровку управляющего напряжения, а как при этом дергать гун с гармоники на основной сигнал не понятно ... и как все это отслеживать на скорости 100кГц/1мкс

Да нет, просто на одной частоте. Например как выше- записали мы в петлю 6000 и незнаем, за какую гармонику петля "зацепилась". Меряем управляющее напряжение- ага, оно высокое, соответствует 12000. Записали в петлю 4500 (знаю, что за диапазоном, но мы же за 2 гармонику держимся)- ГУН съехал на 9000. И тут мы записываем 9000 и все- мы на паравильной гармонике. Теперь при перестройке достаточно перестраиваться не скачками, а рампой (ддс умеет это аппаратно) и вероятность перескока на гармонику станет весьма низкой.

ну тут все более менее понятно... но все таки вопрос я так понимаю если синтезатор до 8ггц то сильно низкую частоту на него подавать не есть хорошо

Дык нету уже 8 ГГц- перскалер поделил 12 на 4, потом еще на два внутри смесителя (у него счетный формирователь квадратур, поэтому такой широкполосный), еще ДДС вычли ну и неосталось почти ничего.
Кстати, счетный формирователь квадратур вносит неприятность- он хоть и широкополосный, но из за прямоугольного сигнала после делителя прекрасно работает на гармониках гетеродина. Квадартурники типа ADF5386 менее широкополосен, но невидит гармоники гетеродина- у него квадратурный мост в канале гетеродина. А для совсем параноиков-ADL5390 и тогда квадратурную цепь мы городим сами.

Мне в последнем варианте не нравится то, что палки DDS будут расти на 20log(4). Желательно дополнительно использовать схемку, как предлагал в свое время Александр Ченакин:

Будут конечно расти. Но я предложил схему именно для быстрой перестройки с микросекундным шагом- когда просто нет времени на перепрограммирование кучи микросхем. Типа выстрелил-забыл. Т.е приготовил регистры свипа в ДДС, дернул ножку и пошел считать интервалы перестройки таймером. Ну можно там фильтр переключить посреди диапазона- если правильно переключать, захват не сорвется.
А с другой стороны, ведь перед ФД есть еще счетчик микросхемы синтезатора. Он и подавит спуры. А вот на сколько- хз, извините за выражение. Чисто экспериментально- вывести частоту перед ФД из микросхемы через коммутатор функций доп ноги и посмотреть анализатором спектра. Но при этом мы теряем Lockdetect- он ведь на той же ноге. Так что это решение- только для отладки макета.

вот тут большой вопрос...зачем опору умножать на 8 или 10? отодвинуть побочные составляющие ДДС от основного сигнала Fоп-Fс? А что станет с фазовыми шумами при таком умножение и как они (шумы) будут отражаться на выходном сигнале DDS? опять же у AD9958 REFCLK = 500 МГц. а так вроде тоже все понятно ))).

Основная идея- когерентность всей сетки частот в синтезаторе, а цифры я брал с потока, вернее от моих разработок. Мне проще было получить 800 умножением на 3 а потом поделить на 2 до 400 опоры ддс. Ну и 800 нужна была для других применений в системе. Так что на цифры не смотрите. По фазовым шумам- посмотрите на форуме, была огромная тема. Ведут они себя, как и было предсказано.

[тау]

200МГц/мкс тоесть я утачняю диапазон шириной 200МГц я пройду с шагом 100кГц за 1 мкс?

диапазон 200МГц некий синтезатор с полосой петли 500 кГц пройдет за 1 мкс , т.е со скоростью ( не шагом!) 100кГц/0.5 нс .
Шаг частоты для синтезатора - это величина в единицах частоты, занимающая во времени некоторый промежуток, в котором частота изменяется не обязательно по линейному закону ( а чаще довольно кривому). Между "шагами" по частоте обычно присутствуют интервалы с условно/относительно неизменной частотой , о длительности которых Вы ничего не говорите.

Завтра набросаю предложенную вами схему посмотрим насколько я вас понял.

Не торопитесь , найдите в ТЗ упоминание о "шаге частоты" если таковое там имеется и приведите точную фразу из ТЗ. Есть вероятность что о шаге ничего не говорится , в таком случае синтезатор может строиться значительно отличающимся от того, что мы здесь понаписали. Совместить мгновенный спектр шириной 100 кГц и скорость перестройки 100кГц/мкс невозможно для одного и того же момента времени.

[rloc]

Вторая зона позволяет например работать с диапазоном перестройки ДДС 1100-1400 мгц при опоре 1000 мгц. Ну а первая-соответсвенно 0-400 (я оставляю запасы по частоте для фильтров).

1100-1400 МГц - это уже 3-я зона Найквиста, 2-я будет между 500 и 1000 МГц, при опоре 1000 МГц. С точки зрения синтеза, выше первой лучше не подниматься, количество и величина спуров будут просто огромные.

[khach]

1100-1400 МГц - это уже 3-я зона Найквиста, 2-я будет между 500 и 1000 МГц, при опоре 1000 МГц. С точки зрения синтеза, выше первой лучше не подниматься, количество и величина спуров будут просто огромные.

Сорри, конечно тупанул- 3 зона. Тяжело писать ответы со смыслом в первом часу ночи....
SFDR конечно уменьшается, в основном за счет падения амплитуды основного тона. Но тут есть одна особенность- при квадратурном смешении спуры эволюционируют, ну скажем так, весьма интересно. Пока углублятся в эту тему нехочу, намекнул-и ладно.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[rloc]

Прошу покритиковать мой вариант. Признаюсь, многих деталей не хватает, как минимум хорошей развязки VCO от делителя 2/3 , как и других мелочей. Набросал в спешке.

[Vecheslav]

Вы лучше ещё раз уточните ТЗ, что-то уж больно много противоречий и нестыковок:
1. Начнём с того, что в дБ измеряется относительный или абсолютный уровень, а не фазовые шумы. Я ту фразу не мог понять потому, что речь вроде как сначала шла о шуме -70 дБн/Гц на отстройке 100 кГц, но потом я увидел другую трактовку "ширина спектра должна быть по уровню -70дБ не больше 100кГц", т.е. шумы не приведены к 1Гц, а определяются абсолютным уровнем шумовой юбки на смещениях -50кГц и +50кГц, причём независимо от уровня несущей, иначе были бы дБн, а не дБ. Что-то новенькое!?
2. Скорость перестройки и шаг перестройки необязательно связаны друг с другом. В ТЗ написано, что шаг в режиме свипа - 100 КГц? Или написано, что время перестройки с этим шагом должно быть не более 1 мкс с точность установки частоты 10^-6? Мне почему-то кажется, что Вы сами себе усложнили задание...

В ТЗ написано что ширина спектра по уровню -70dB должна быть не больше 100кГц. Я почему то понял что это и есть фазовые шумы -70dBc (почему когда пишут про фазовые шумы указывают dBc а не dB не знаю) при отстройки на 100кГц единственное согласно моей теории нужно было написать не 100кГц а 50кГц. Ну если я тогда не так понял то какие тогда мне закладывать фазовые шумы при ширине спектра в 100кГц на уровне - 70dB?

В ТЗ написано что точность установки частоты должна быть 10^-6

Формулировку про скорость перестройки и шаг точно не помню завтра точно фразу запишу...

[rloc]

(почему когда пишут про фазовые шумы указывают dBc а не dB не знаю)

с = carrier, относительно несущей

[Vecheslav]

Обьясняю на пальцах. 12000-6000=6000 Это диапазон перестройки. А это диапазон перестройки в разах (12000-6000)/12000=1/2=50%. Ели бы например был задан диапазон перестройки 11000-12000 то перестройка в разах была бы (12000-11000)/12000=1/12=8%

спасибо большое сегодня мне тоже на пальцах обьяснили ))) еще могу добавить что если перекрытие у синтезатора 1-10ГГц то синтезатор декадный )))

Там их больше. Если включим широкую полосу обзора на анализатре спектра, то найдет сигналы на частое 2f, 3f итд. Это гармоники сигнала :-).

ну это понятно... )))

Они конечно меньше по амплитуде, но иногда достаточны для всяческих неприятностей. Например, стояли мы на частоте 6000. А потом поменяли частоту в петле на 12000. Так вот, с весьма большой вероятностью, мы останемя стоять на частоте 6000, а петля залочится за вторую гармонику сигнала. вариант входа в захват частоты при пердварительно незалоченной петле (начальное состояние системы после включения питания или срыва захвата) более интересен и мало предсказуем. Еще хуже, когда в сигнале есть комбинационные частоты- тогда полярность петли может не совпадать с полярностю перестройки той комбинационной частоты, за которую синтезатор в этот момент захватился (ну чувствительность прескалера максимальна для этой компоненты например). Тогда петля вообще может не залочится или попасть в автоколебательный режим.

а вот это не знал спасибо полезная информация ... теперь понятно почему октавный синтезатор реализовать сложней. а как выходить из этой ситуации ну и раз пошла такая пьянка то на самом деле диапазон у меня не 6-12, а
в ТЗ написано что диапазон перестройки 8000 - 12000 МГц
а написал я 6 - 12 потому что выбрал гун 6-12.

Вопрос очень интересен. Да, фильтры могут затягивать процесс перестройки- для 1 мкс это уже может быть важно. Но зависит это не от частоты среза фильтра, а от его добротности.

согласен... с точки зрения задержки фильтр для меня больше понятен как черный ящик описанный передаточной характеристикой и при подаче на него единичного скачка можно получить время переходного процесса, раньше было не нужно а сейчас и на этот параметр нужно обращать внимание.

Вторая зона позволяет например работать с диапазоном перестройки ДДС 1100-1400 мгц при опоре 1000 мгц. Ну а первая-соответсвенно 0-400 (я оставляю запасы по частоте для фильтров).
Квадратурный смеситель позволяет получить частоту F-Fdds а не смесь из F-Fdds и F+Fdds. Если бы перестройка не была октавной, то лишнюю частоту можно было бы зарезать фильтром.

спасибо с этим тоже сегодня разобрался )))

Дык нету уже 8 ГГц- перскалер поделил 12 на 4, потом еще на два внутри смесителя (у него счетный формирователь квадратур, поэтому такой широкполосный), еще ДДС вычли ну и неосталось почти ничего.

да я понял что частота на синтезатор заводится низкая, но почему ее нельзя(не рекомендуется) подавать ведь в даташите написано что ADF4108 работает от (лезу в интернет) упс от 1ГГц, ну хорошо, а если бы я захотел зависти на ADF4108 1,2ГГц это плохо? почему?

с = carrier, относительно несущей

спасибо все встало на свои места ))) почему про это в книжках не пишут )))

диапазон 200МГц некий синтезатор с полосой петли 500 кГц пройдет за 1 мкс , т.е со скоростью ( не шагом!) 100кГц/0.5 нс .
Шаг частоты для синтезатора - это величина в единицах частоты, занимающая во времени некоторый промежуток, в котором частота изменяется не обязательно по линейному закону ( а чаще довольно кривому). Между "шагами" по частоте обычно присутствуют интервалы с условно/относительно неизменной частотой , о длительности которых Вы ничего не говорите.

Не торопитесь , найдите в ТЗ упоминание о "шаге частоты" если таковое там имеется и приведите точную фразу из ТЗ. Есть вероятность что о шаге ничего не говорится , в таком случае синтезатор может строиться значительно отличающимся от того, что мы здесь понаписали. Совместить мгновенный спектр шириной 100 кГц и скорость перестройки 100кГц/мкс невозможно для одного и того же момента времени.

Про шаг там ничего нет, есть только про скорость 100кГц/мкс, я почему то понял что двигаться по диапазону нужно с шагом 100кГц с 1 мкС на точку ... По этому поводу завтра все будет уточнено.

Идея отражена правильно, только есть некоторые огрехи- После ДДС надо ставить формирующие фильтры. Или обычные ФНЧ, или полосовики на вторую зону найквиста (очередное ноу-хау). После квадратурного смесителя тоже надо ФНЧ поставить, или два переключаемых- мы же работаем с октавным синтезатором, вторая гармоника ГУН весьма велика может быть, и теоретически возможен захват петли за вторую гармонику. Вот для этого и два переключаемых фильтра- один на нижний полудиапазон, второй-на верхний. Хотя можно и проще это сделать, но для этого сионал управления ГУНом надо завести в контроллер на аналоговый вход АЦП- тогда можно отследить захват за гармонику и "сдернуть" ГУН на нужную частоту.

с ацп я так и не понял ... куда его ставить? но с учетом утонченного ТЗ (диапазон 8-12ГГц) вторая гармоника всегда будет за пределами диапазона и проблема исчезает...я правильно понимаю?


я все же хочу вернуть вас к своим баранам ... расскажу историю ... была у моих коллег тема, синтезатор (не октавный ) диапазон перекрытия примерно 10%, требовался малый шаг (1Гц по моему, скорость была не важна) , не помню были тогда уже дробники или нет, но в качестве опорника у синтезатора использовали ДДС. У самого ДДС опорник был ... (а какой же был опорник? блин завтра посмотрю) ну не важно. И вот мы смотрим на спектр... спектр игла юбка где то в шумах теряется (спан примерно 50 мгц) , в полосе ни одной палочки (хотя на входе анализатора 10dB висело может спуры были но их задавили... ), все четко перестраивается схема ДДС была такой:

так вот частоту на выходе ДДС перестраивали от 10 - 12 МГц и фильтр у него был такой, сегодня завел его в микровейв и получил, то что получил ...
У меня по этому поводу несколько вопросов: 1) Может все таки можно использовать ДДС ку в качестве опорника, поставив правильный фильтр, и если будут спуры то какова максимального уровня они будут, какой худший вариант можно ожидать?
2) Как в микровейве оценить фильтр по времени переходного процесса, как еденичный скачек смоделировать ему на вход и какой график использовать для снятия характеристики ... пробовал подключить соответствующий порт, но чет ничего не вышло...

Сообщение отредактировал Vecheslav - Sep 20 2011, 13:50

[rloc]

1) Может все таки можно использовать ДДС ку в качестве опорника, поставив правильный фильтр, и если будут спуры то какова максимального уровня они будут, какой худший вариант можно ожидать?

Правильный фильтр - это гребенка переключаемых узкополосных, высокодобротных фильтров. При отсутствии должной фильтрации, в лучшем случае спуры будут расти на величину 20log(Fvco/Fdds). В худшем случае, как говорил Александр при наличии "двух независимых опор", можно ожидать еще массу новых комбинационных составляющих с непредсказуемым уровнем.

[VCO]

У меня по этому поводу несколько вопросов: 1) Может все таки можно использовать ДДС ку в качестве опорника, поставив правильный фильтр, и если будут спуры то какова максимального уровня они будут, какой худший вариант можно ожидать?

Правильным фильтром здесь был бы только перестраиваемый кварцевый фильтр или перестраиваемый узкополосный ПАВ-фильтр, которых в природе увы не существует. Все существующие в природе перестраиваемые фильтры (ЖИГ-фильтры, фильтры на переключаемых конденсаторах, варакторные и др.) не подходят для этой задачи, а цифровая фильтрация здесь неуместна, так как эффективнее сразу сделать максимально чистый спектр по принципу FPGA+DAC, используя специальные приёмы и способы подавления различных спур.
Самая простая технология снижения спур ценою сужения диапазона перестройки DDS описана в одной из статей Александра Ченакина, но она в таком простом виде не подойдёт. Там же описана технология расширения спектра DDS после подавления.
Предположим, что Вы взяли в качестве опорной частоты DDS, перестраиваемый в диапазоне 200-300 МГц, максимальные спуры которого в широкой полосе достигли -60 дБн, а в узкой полосе - -80 дБн и каким-то образом отфильтровали их, снизив до -80 дБн во всём спектре. При переносе их на частоты 8-12 ГГц вы полУчите приращение 20log40=32дБ, т.е. спуры вырастут до -48 дБн. Если размышлять дальше, то Вас не устроит подавление спур даже до -100дБн во всём спектре (а добиться такого подавления для 2/3 октавы пока нереально), из чего можно заключить, что DDS в качестве опоры здесь абсолютно неприменим. Я вообще сомневаюсь, что DDS нужен в этой разработке...

[rloc]

Я вообще сомневаюсь, что DDS нужен в этой разработке...

Нужен. Схемка без умножения спур уже предложена и решена проблема независимых опор, а в ответ - тишина.

[Vecheslav]

Нужен. Схемка без умножения спур уже предложена и решена проблема независимых опор, а в ответ - тишина.

я внимательно изучаю предложенную вами схему ... однако вас скорее интересует мнение спецов...

[wjs]

Прошу покритиковать мой вариант. Признаюсь, многих деталей не хватает, как минимум хорошей развязки VCO от делителя 2/3 , как и других мелочей. Набросал в спешке.

Если ддс в опоре, то спуры опять возрастут на n1(n2-1) да и тогда зачем вобще подставку делать?

[rloc]

wjs
Спуры, как и в Вашем варианте, сначала делятся (уменьшаются), а потом умножаются (увеличиваются). Если посмотреть суммарное уменьшение и увеличение, то они оказываются примерно равными. Разница только в переносе частоты квадратурного смешения в более "удобный" диапазон, нет необходимости в двухканальном DDS, частота IF и PD немного повыше.

[wjs]

wjs
Они, как и в Вашем варианте, сначала делятся (уменьшаются), а потом умножаются (увеличиваются). Если посмотреть суммарное уменьшение и увеличение, то они оказываются примерно равными. Разница только в переносе частоты квадратурного смешения в более "удобный" диапазон.

Что-то я...Вы ж сами пишите fvco=n1(n2-1)fdds значит спуры увеличатся на эти самые n1(n2-1), а ддс делится всего на 4.

Если подставку выкинуть будет fvco=n1n2fdds дак нужна ли она тут?

[rloc]

wjs
По вашей логике получается, если мы Fvco поделим на N1, то получим спуры в (N2-1) раз больше, чем после смешения Fvco/N1 + Fdds ? Тогда бы они росли до бесконечности по замкнутому кругу.

Конечную формулу можно переписать немного в другом виде:

Fvco = [(Fvco/N1 + Fdds)/N2]*(N2-1)*N1

из которой видно, что Fdds делится на N2 и умножается на (N2-1)*N1

[VCO]

Нужен.

Мои сомнения более адресованы к ТЗ. Если в нём нет речи о минимальном шаге 100 кГц, и времени перестройки 1 мкс, а есть речь лишь о скорости свипа, то есть более "чистые" варианты. Просто Vecheslavу ПМСМ лучше было бы уточнить эти немаловажные детали, а затем искать пути решения.
Что то я туплю по Вашей схеме, вроде бы спуры DDS в опоре PD будут доминирующими и усиливаться они будут сильнее (28-33 дБ), чем подавляться после DDS (12 дБ). Можете пояснить идею более доходчиво?

[rloc]

YIG
В одной теме можно много всяких задач решить. Если в идеи есть здравое зерно, можно и параллельно обсуждать.

[тау]

... а в ответ - тишина.

несфазированные меж собой пополамделители 0 и 90 случайным образом будут делать верхнюю либо нижнюю боковую в квадратурнике.

[wjs]

wjs
По вашей логике получается, если мы Fvco поделим на N1, то получим спуры в (N2-1) раз больше, чем после смешения Fvco/N1 + Fdds ? Тогда бы они росли до бесконечности по замкнутому кругу.

Конечную формулу можно переписать немного в другом виде:

Fvco = [(Fvco/N1 + Fdds)/N2]*(N2-1)*N1

из которой видно, что Fdds делится на N2 и умножается на (N2-1)*N1

хитро конечно... для подставки это верно, но не для всего синтезатора.

[rloc]

несфазированные меж собой пополамделители 0 и 90 случайным образом будут делать верхнюю либо нижнюю боковую в квадратурнике.

Да, все правильно, необходима начальная синхронизация. На невысоких частотах ее легко сделать.

хитро конечно... для подставки это верно, но не для всего синтезатора.

Чувствую, я не прав. Еще одна безумная идея. Не получается простыми путями зашить DDS в опору. Сам себе противоречу.

[khach]

Прошу покритиковать мой вариант. Признаюсь, многих деталей не хватает, как минимум хорошей развязки VCO от делителя 2/3 , как и других мелочей. Набросал в спешке.

Что то про делитель перед ADL5375 непонятно, на сколько же все-таки делим. Но это непринципиально. Главное- на чем строить делители 1100 на 2 а потом квадратурники на 250-275? Тут только ЭСЛ микросхемы потянут, особенно квадратурный делитель. Самое противное- после квадратурного делителя у нас будет прямоугольник, т.е на смеситель попрет третья гармоника, пятая, а при несимметричности триггеров- и вторая. На выходе смесителя будет каша. Или мы гармоники квадратурного счетчика ФНЧ режем?

[тау]

Тут только ЭСЛ микросхемы потянут, особенно квадратурный делитель.

у хитайта есть прэлестный сдвоенный D-триггер с общим клоком 95х-какой-то, правда даже даташит по лицензии.
Делать на таком такую штуку - самое оно, хоть на N GHz.

..

Сообщение отредактировал тау - Sep 20 2011, 20:39

[rloc]

Или мы гармоники квадратурного счетчика ФНЧ режем?

Да, конечно. Хоть и нарисовал ППФ, предполагая ПАВ, все же ФНЧ лучше будет. Кстати совсем не обязательно на таких частотах делать на PECL, есть очень интересный класс делителей "injection-locking", можно на CMOS (TinyLogic) делать до входных частот порядка 1.5 ГГц (выше не пробовал), лишь бы выходная частота была в пределах спецификаций. Об этом есть хорошая статейка у Wenzel.

Нашел, на 3 стр. приводится делитель на древнем триггере 74HC74 с LC-цепочкой, способный делить до 150 МГц или на 74F74 до 400 МГц:
Unusual Frequency Dividers

У TinyLogic получаются исключительно низкие шумы, в первую очередь по сравнению с PECL-делителями.

[wjs]

Да, все правильно, необходима начальная синхронизация. На невысоких частотах ее легко сделать.


Чувствую, я не прав. Еще одна безумная идея. Не получается простыми путями зашить DDS в опору. Сам себе противоречу.

Вобще мне сперва показалось, что Вы устроили какую-то хитрую компенсацию спуров. Может что-то такое действительно можно сделать. Делилка на 2/3 очень к месту, а какая именно?

[rloc]

Вобще мне сперва показалось, что Вы устроили какую-то хитрую компенсацию спуров. Может что-то такое действительно можно сделать.

Тема синтезаторов для меня очень интересна, только заниматься сейчас некогда, киловатные усилители мешают, в спешке ляпаю. В голове крутилась мысль обойти две разные частоты, вот и убрал из опоры OCXO, после работы осознал ошибку.

Делилка на 2/3 очень к месту, а какая именно?

Предполагал ключами коммутировать два разных. Позже посмотрел у Hittite - а там только до 7 ГГц divider-by-3, возможно еще у кого есть?

[wjs]

Тема синтезаторов для меня очень интересна, только заниматься сейчас некогда, киловатные усилители мешают, в спешке ляпаю. В голове крутилась мысль обойти две разные частоты, вот и убрал из опоры OCXO, после работы осознал ошибку.


Предполагал ключами коммутировать два разных. Позже посмотрел у Hittite - а там только до 7 ГГц divider-by-3, возможно еще у кого есть?

Может разные частоты это и не так страшно. Тут походу уже выяснилость, что надо не октавник, а 8-12 так что все упрощается. Кстати на шаг в 100 кГц ставить ддс тоже как-то жирно. Может двойную фапч реализовать. Все глядишь спуров меньше. Хотя тоже наверно будет не подарок.

Сообщение отредактировал wjs - Sep 20 2011, 22:37

[VCO]

Кстати на шаг в 100 кГц ставить ддс тоже как-то жирно. Может двойную фапч реализовать. Все глядишь спуров меньше. Хотя тоже наверно будет не подарок.

Для 12 ГГц шаг 100 кГц = для 300 МГц шаг 2,5 кГц, причём погрешность установки частоты 10^-6=0.0025Гц, поэтому DDS в этом плане вроде бы как оправдан. Другое дело - к чему относятся эти 10^-6, к какому шагу? На этот вопрос только топикстартер ответит.
С другой стороны, согласен с rloc, задача построения такого быстрого СВЧ-синтезатора на текущий момент весьма актуальна и анализ всех вариантов, пусть даже ошибочных, делу не помешает.
На мой взгляд, ни дробночисленный, ни классический двухконтурный синтезаторы проблемы не решат из-за низкого быстродействия. Здесь как раз актуальнее идея управления ГУНом с помощью ЦАП, но не непосредственно, а в сочетании с широкополосной ФАПЧ или в дифференциальном включении. Тут все мысли у меня пока упираются в вопрос организации ОС такой схемы, пока никакого просвета...
...ну разве что снова вернуться к этой теме: http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=85660

[тау]

Для 12 ГГц шаг 100 кГц = для 300 МГц шаг 2,5 кГц, причём погрешность установки частоты 10^-6=0.0025Гц, поэтому DDS в этом плане вроде бы как оправдан. Другое дело - к чему относятся эти 10^-6, к какому шагу? На этот вопрос только топикстартер ответит.

дак он вроде ответил - 10^-6 относится к частоте а не шагу и составляет порядка 10 кГц для его выхода, это вполне разумная цифра, правда как во время свипа её помярять я не в курсе, разве теоретически рассчитать и дополнительно подтверждать на несвиповском режиме. со свипом 100кГц/мкс актуальная ширина мгновенного спектра порядка 500 кГц и опускаться на большие порядки в смысле точности частоты вниз нет никакого смысла вообще, имхо.

На мой взгляд, ни дробночисленный, ни классический двухконтурный синтезаторы проблемы не решат из-за низкого быстродействия.

а тут при свипе быстродействие и не надо. Наоборот - очень шустрые ступеньки по частоте породят такие спуры , что может не понравиться системе.

[Vecheslav]

И так были уточнены все требования ТЗ:
1) Диапазон перестройки синтезатора: 8000 – 12000 МГц.
2) Нестабильность частоты синтезатора относительно частоты, соответствующей выдаваемому коду управления должна быть 10-6, не более.
3) Точность установки частоты не более 5 МГц.
4) Ширина спектра сигнала синтезатора по уровню -70 dB должна быть 0,1МГц, не более.

Режим свипирования осуществляется в два этапа
Первый поддиапазон: 8 – 10 ГГц.
Второй поддиапазон: 10 – 12 ГГц.
• На прохождение каждого потдиапазона выделяется по 24 мс.
• Шаг с которым нужно пройти поддиапазоны 0,25МГц.
• Следовательно при ширине поддиапазонов 2000МГц, количество точек равно 2000/0,25 = 8000 точек.
• Если 8000 точек нам нужно пройти за 24 мс, следовательно на одну точку приходится 24/8000 = 3 мкС.
При окончании свипирования в первом поддиапазоне (8-10ГГц) можно либо повторить операцию, либо перейти ко второму поддиапазону (10-12ГГц) и начать свипирование.

Режим пошаговой перестройки должен обеспечивать шаг перестройки 100МГц по всему диапазону от 8-12 ГГц. Время установления частоты не должно превышать 500мкс (хотя мне сказали что если будут трудности то можно и до (1 – 2) мс)

Извиняюсь за неправильно выданные начальные параметры. Не знаю насколько легче стало но 250 кГц и 3мкс, это тоже достаточно сложно.
Теперь у кого какие предложения?

Желательно дополнительно использовать схемку, как предлагал в свое время Александр Ченакин:

Выбор коэффициента деления будет компромиссом между уровнем спур и частой ФД.

а можно поподробней объяснить каким образом в этой схемке происходит уменьшение спур. Можно даже с примером, ну например ДДС у нас имеет диапазон перестройки от 100 - 150 МГц. В какой то момент времени у нас выходная частота 100МГц а рядом с ней на частоте ну пусть будет 110МГц стоит спур на уровне ну пусть будет -60dB. на сколько и как этот спур уменьшится после таких манипуляций?

Сообщение отредактировал Vecheslav - Sep 21 2011, 10:50

[ledum]

4) Ширина спектра сигнала синтезатора по уровню -70 dB должна быть 0,1МГц, не более.

Это тоже требует уточнения. Чтобы потом не было разночтения с заказчиком. В каком режиме меряется (надеюсь пошаговой перестройки, а не свипирования) и как считать ширину спектра и входят ли спуры сюда. Здесь не СПМШ ИМХО. Ибо в давние годы меряли ширину спектра с помощью С4-60 на определенной в ТУ полосе RBW и точно не 1Гц, правда и не минус 70 дБс. Или четко указать, что это полоса по заданной СПМШ.
3 мкс - это тоже прикол. Мы не знаем назначения изделия. Частота должна установиться с точностью 10Е-6 -? за некоторое время. Потом что-то должно произойти. Или измерение, или еще что-то - иначе смысл? Точность 5 МГц и кратковременная нестабильность 10Е-6 - возможно, повеселее - здесь уже ВЧ ПАВ пойти может, упрощается умножение клоковой или вообще может отсутствовать.

Сообщение отредактировал ledum - Sep 21 2011, 12:36

[тау]

кратковременная нестабильность 10Е-6 - возможно, повеселее

10Е-6 это 10 кГц примерно , если говорится о кратковременной (?) нестабильности , то надо имхо, подразумевать и влияние паразитной ЧМ модуляции фазовым шумом. Чтобы вписаться в 10 кГц, СПМШ должна быть не хуже -90 dBc/Hz до 100кГц отстройки и не хуже -105dBc/Hz до 1 мГц (примерно). При этом среднеквадратическая девиация будет в районе 10кГц. Это как-то не вяжется с требуемым уровнем из ТЗ , где -70dB указано.

ps/ хотя возможно я и не прав, наверное можно представить такой спектр где будет выполнено и то и другое.

Сообщение отредактировал тау - Sep 21 2011, 14:08

[Vecheslav]

Это тоже требует уточнения. Чтобы потом не было разночтения с заказчиком. В каком режиме меряется (надеюсь пошаговой перестройки, а не свипирования) и как считать ширину спектра и входят ли спуры сюда. Здесь не СПМШ ИМХО. Ибо в давние годы меряли ширину спектра с помощью С4-60 на определенной в ТУ полосе RBW и точно не 1Гц, правда и не минус 70 дБс. Или четко указать, что это полоса по заданной СПМШ.

понятно что в зависимости от span и bw можно намерить что угодно, здесь меня попросили сделать не хуже чем было. Ну пусть будет span = 1 МГц, bw = 1 кГц.

В каком режиме меряется (надеюсь пошаговой перестройки, а не свипирования)

Ширина спектра должна быть одинакова(не хуже заданных в тз) и в свипировании и в пошаговой.

как считать ширину спектра и входят ли спуры сюда

вот по поводу этого у меня тоже возник вопрос завтра опят буду уточнять.

3 мкс - это тоже прикол.

нужно пробижать диапазон 8-10 или 10 - 12 с шагом 250 кГц. 3мкс это время затраченное на установку частоты, что бы в общем на весь диапазон ушло 24мс. В реальности планируется сдеальть время переходного процесса около 2мкс, чтобы еще примерно 1мкс частота стояла в "спокойствии" на точке.

Частота должна установиться с точностью 10Е-6 -? за некоторое время. Потом что-то должно произойти.

Частота должна установиться с точностью 5МГц. 10-6 это не стабильность частоты, я так понимаю что когда частота установилась допускаестя ее болтанка на 10-6 знаке, или я опять чего то не понимаю.

Или измерение, или еще что-то - иначе смысл?

ну что то на подобии измерения, на которое нужно примерно 1 мкс

Сообщение отредактировал Vecheslav - Sep 21 2011, 14:41

[ledum]

понятно что в зависимости от span и bw можно намерить что угодно, здесь меня попросили сделать не хуже чем было. Ну пусть будет span = 1 МГц, bw = 1 кГц.

Ну и при rbw = 1 кГц и при СПМШ минус 70дБс/Гц на 50кГц от несущей Вы получите минус 40дБс шумовую дорожку на анализаторе - что Вам скажет заказчик или он у Вас умеет пересчитывать? А минус 70дБс будет на гораздо бОльшей ширине спектра.

Ширина спектра должна быть одинакова(не хуже заданных в тз) и в свипировании.

Не думаю. Чет не соображу как это можно померять мне кажется, что сигнал при измерении размажется на больше 1/3мкс > 330кГц.

Сообщение отредактировал ledum - Sep 21 2011, 15:15

[Vecheslav]

Ну и при rbw = 1 кГц и при СПМШ минус 70дБс/Гц на 50кГц Вы получите минус 40дБс шумовую дорожку на анализаторе - что Вам скажет заказчик или он у Вас умеет пересчитывать? А минус 70дБс будет на гораздо бОльшей ширине спектра.

тут я не понял... мне нужен сигнал ширина спектра которого в диапазоне 8-12ГГЦ при выставленных на анализаторе спектра полосы 1 мгц и бендвич 1кгц, ширина спектра была бы не больше 100кГц.

Не думаю. Чет не соображу как это можно померять мне кажется, что сигнал при измерении размажется на больше 1/3мкс > 330кГц.

я так понимаю если мы стояли на точке и замерили ширину спектра, а потом запустили dds в свип, то разве ширина спектра изменится?

Сообщение отредактировал Vecheslav - Sep 21 2011, 15:29

[ledum]

тут я не понял... мне нужен сигнал ширина спектра которого в диапазоне 8-12ГГЦ при выставленных на анализаторе спектра полосы 1 мгц и бендвич 1кгц, ширина спектра была бы не больше 100кГц.

Да не , ничего, все нормально. Вам СПМШ надо минус 100дБс/Гц. На 50кГц от несущей. В принципе оба Хиттайта, 732 и 588 при полосе 500кГц вроде подходят, что там с опорами и синтезом - надо смотреть

[Vecheslav]

Да не , ничего, все нормально. Вам СПМШ надо минус 100дБс/Гц. На 50кГц от несущей. В принципе оба Хиттайта, 732 и 588 при полосе 500кГц вроде подходят, что там с опорами и синтезом - надо смотреть

СПМШ извините а можно расшифровать аббревиатуру (спектральная плотность мощности шума?)

надо минус 100дБс/Гц. На 50кГц от несущей

т.е я правильно понял вы говорите про фазовые шумы которые должны быть -100dBc/Гц при 50 кГц отстройки? если это так то как вы пересчитали, я знаю что есть как я то формула а какая?
да я про hmc588 тоже думал но хочется освоить 732 так сказать на перспективу ... 500 кГц тоже просчитал ... а дальше если ничего не предложат то вернусь к своей старой схеме где в качестве опоры будет ддс, единственное думаю вставлять после ДДС схему чинаркина для уменьшения спур, фильтр то точно поставлю, хотя опять же еще пока не могу сообразить как посчитать время время затягивания частоты через этот фильтр ... сейчас сижу перевожу статью ченаркина по его методу, если пойму в чем там смысл и каким образом уменьшаются спуры, то поставлю ее, если нет то не хочется потом настраивать то чего не понимаешь ... крайний срок для определения структурной схемы конец недели, в понедельник начинаю прорисовывать электрическую схему, еще опорник для ДДС не выбран, ОУ и Стабилизаторы нужно поискать ... сроки жать начинают

Сообщение отредактировал Vecheslav - Sep 21 2011, 17:55

[ledum]

СПМШ - правильно. Полоса фильтра анализатора в 1000 Герц наберет шумов на 10*log(rbw)=30дБ больше,чем СПМШ, т.е. если анализатор показывает минус 70дБс, то СПМШ минус 100дБс/Гц

Сообщение отредактировал ledum - Sep 21 2011, 18:06

[rloc]

а можно поподробней объяснить каким образом в этой схемке происходит уменьшение спур. Можно даже с примером, ну например ДДС у нас имеет диапазон перестройки от 100 - 150 МГц. В какой то момент времени у нас выходная частота 100МГц а рядом с ней на частоте ну пусть будет 110МГц стоит спур на уровне ну пусть будет -60dB. на сколько и как этот спур уменьшится после таких манипуляций?

Если идет две операции: сначала смешение с частотой Foff, потом деление на N, то спур на частоте 100 МГц с отстройкой +10 МГц, после преобразований будет иметь амплитуду и частоту соотвественно:
Aspur[dB] = -20*log(N)
Fspur[MHz] = (Foff + 100)/N + 10 или
Fspur[MHz] = (Foff - 100)/N - 10

С ходу сложно сослаться на литературу, могу просто математически расписать.

[Vecheslav]

Если идет две операции: сначала смешение с частотой Foff, потом деление на N, то спур на частоте 100 МГц с отстройкой +10 МГц, будет иметь амплитуду и частоту соотвественно:
Aspur[dB] = -20*log(N)
Fspur[MHz] = (Foff +- 100)/N + 10

С ходу сложно сослаться на литературу, могу просто математически расписать.

но тогда соответственно и полезный сигнал по такому же закону уменьшиться, т.е соотношение сигнла - спур сохранится!?

[rloc]

но тогда соответственно и полезный сигнал по такому же закону уменьшиться, т.е соотношение сигнла - спур сохранится!?

Нет. Я написал изменение уровня спура относительно полезного сигнала.

[VCO]

но тогда соответственно и полезный сигнал по такому же закону уменьшиться, т.е соотношение сигнла - спур сохранится!?

Без обид, Vecheslav, но в Вас я сейчас узнаю того же чайника в радиотехнике, которым сам был 4-5 лет назад (да и сейчас им остаюсь, по большому счёту ). Вам нужен основательный ликбез в области СВЧ и синтеза.
От души рекомендую скачивание и прочтение статей А. Ченакина, одного из активнейших участников нашего форума.

[Vecheslav]

Без обид, Vecheslav, но в Вас я сейчас узнаю того же чайника в радиотехнике, которым сам был 4-5 лет назад (да и сейчас им остаюсь, по большому счёту ). Вам нужен основательный ликбез в области СВЧ и синтеза.
От души рекомендую скачивание и прочтение статей А. Ченакина, одного из активнейших участников нашего форума.

да тут никаких обид, я так сказать сразу сказал что я человек новый в этом деле ... от основательного ликбеза начала уже голова пухнуть, но продолжаю просвещаться ))) ... сегодня пол дня читал про различного рода модуляции ... очень охото мне понять как квадратурный модулятор работает, потому как сплош и рядом натыкаюсь на схемы с его использованием ... сегодня принесли статьи с последнего семинара, по моей тематики, открываю синтезатор с фапч, причем синтезатор наш 1508пл9т, сигнал подмешиваю ГУНу с помощью квадратурника (с ддс), в качестве опоры у синтезатора обычный кварц, причем подмешивают его как то хитро (калибруются на каждый диапазон) так что убивают все спуры напрочь, приведены две картинки, до колибровки со спурами и после без них, фазовые шумы не приведены, но иголка на картинки приличная ... значит в этом направлении нужно работать, по крайней мере у людей что то получается, жалко что кроме укрупненной блок схемы ничего больше нет, а ну и фотография самой микросборки на фоне шариковой ручки, длина ровна ручка ширина пол ручки, высота мм25.

Сообщение отредактировал Vecheslav - Sep 22 2011, 11:49

[khach]

сегодня принесли статьи с последнего семинара, по моей тематики, открываю синтезатор с фапч, причем синтезатор наш 1508пл9т, сигнал подмешиваю ГУНу с помощью квадратурника (с ддс), в качестве опоры у синтезатора обычный кварц, причем подмешивают его как то хитро (калибруются на каждый диапазон) так что убивают все спуры напрочь, приведены две картинки, до колибровки со спурами и после без них,

А увидеть эту статью можно? Хотя бы сканером. Надеюсь, она без грифа.

[mw_duk]

Несколько патентов к теме затронутой выше.

Прикрепленные файлы

 US5656976.pdf ( 150.55 килобайт ) Кол-во скачиваний: 110
 US5801589.pdf ( 2.09 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 112
 US5859570.pdf ( 1.01 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 89

 

[Vecheslav]

А увидеть эту статью можно? Хотя бы сканером. Надеюсь, она без грифа.

она в вордовском варианте с конференции с Нижнего Новгорода, без грифа, завтра постараюсь не забыть на работе...

Сообщение отредактировал Vecheslav - Sep 22 2011, 13:31

[VCO]

... сегодня принесли статьи с последнего семинара, по моей тематики, открываю синтезатор с фапч, причем синтезатор наш 1508пл9т, сигнал подмешиваю ГУНу с помощью квадратурника (с ддс), в качестве опоры у синтезатора обычный кварц, причем подмешивают его как то хитро (калибруются на каждый диапазон) так что убивают все спуры напрочь, приведены две картинки, до колибровки со спурами и после без них, фазовые шумы не приведены, но иголка на картинки приличная ... значит в этом направлении нужно работать.

Для этой микросхемы придётся ставить внешний делитель на 4, так как она работает до 3 ГГц. Вроде бы ничего страшного, но некрасиво как-то, особенно с ГУНами Hittite и RFMD, которые внутри уже имеют делитель на 2. А ведь НИОКР была на 6 ГГц. Впрочем, для подходящих Вам ГУНов от Hittite это безразлично, в них нет делителей. Всё равно она не подойдёт, её слишком долго программировать, нужно параллельное управление, да и фазовый детектор должен максимальную частоту иметь, поэтому рассыпухи в этой разработке трудно избежать...
Попробую угадать с чисткой спектра DDS: он стоИт в обратной связи многоконтурной ФАПЧ и используется в качестве одного из делителей частоты ГУНа. Если будете выкладывать документ, лучше перевести его в формат .rtf и сжать в .rar.

[khach]

Кстати, по поводу моей версии с двумя ДДС в квадратурном смесителе есть проблема нетехнического характера- патент US7250823 от 2007 года. Так что не наступите на грабли.