Схемы синтеза частот с малыми ФШ и Спурами., Примеры, предложения. Обсуждение. Опции

[MegaElektronik]

Предлагаю обсудить: возможные варианты построения схем синтеза, методы синтеза используемые в топовых генераторах, предложения по улучшению схем и другие вопросы околосинтезной темы.
Хотелось бы ограничиться рассмотрением широкополосных синтезаторов (минимум октава). На сколько я знаю наилучшей схемой синтеза с малыми ФШ - это offset схема. Думаю ей можно и ограничится (если это не так – то и любые другие схемы).


Пожалуй начну.
Первая схема
Отыскал на сайте Agilent Service Guide (ТЫНЦ) на генератор E8257D/67D серии PSG.

Нашел там структурные схемы – что меня очень порадовало.
страницы 103, 109, 118 – 121 (номер но Reader-у). Самый большой интерес представляют 109 и 121 страницы.
Я перерисовал, как мне кажется, стало наглядней.



Изучил схему опции для улучшения фазового шума(нижняя на картинке). Анализ в документе  E8257D_UNYopt.rar ( 14.28 килобайт ) Кол-во скачиваний: 203
Из которого следует что смесители в схеме генерации грубой сетки частот работают как вверх, так и вниз.


Вторая схема
Читал статьи Сергея Бельчикова про СК4- БЕЛАН.
С фазовыми шумами вроде все понятно, но со спурами были вопросы. Во второй части статьи, та что в 6 номере 2009 года в ж. Компоненты и технологии, очень вскользь раскрыта суть проблемы. Я этот вопрос решил изучит. И вот в книге Манасевича на стр. 48 нашел оч. интересную диаграмму. После подробного изучения вычислил оптимум. Частоты должны быть выбраны так, чтобы попадали в диапазон от 0,8 до 0,95 F1/F2 и от 0,05 до 0,2 Fo/F2. Но вскоре понял что этого недостаточно. В результате создал табличку  CK4______240.rar ( 13.28 килобайт ) Кол-во скачиваний: 188
в Экселе (лист.2) и построил графики, на которых все очень отчетливо видно. На графике нужно найти линию основной гармоники, далее подбираем частоту таким образом, чтобы с ней небыло пересечений других графиков. Стоит отметить, что расчет сделан для первых 5 гармоник и режим преобразования вниз, но расширить количество гармоник особой проблемы не вызывает. Хотя этого вроде и не требуется (смесители оч. хорошо давят гармоники выше 5-ой).
На первом листе xls документа можно наблюдать диапазон перекрытия частоты умноженного ГУН-а, как это сделано в СК4- БЕЛАН.


Третья схема
Генератор R&S SMR40
Распологаю версией от 1 до 40 ГГц.
Вобщем не сильно интересно, но всеже.

Схему ФАПЧ так разгадать и не смог.... Микросхема заказная. На входе схемы стоит ECL логика. ГУН-ов вроде нет. В одном месте стоит смиеситель SRA-1, но он около схемы АРУ. Если что есть фото внутренностей.


Расчет вклада ФШ умножителей, смесителя и влияние корелляции. ТЫНЦ


По мере обсуждения - планирую дополнять.

Сообщение отредактировал MegaElektronik - Aug 22 2012, 10:26

[Dr.Drew]

Если говорить о сверхбыстрых синтезаторах с временем перестройки не более 1 мкс, то банку полосовых фильтров пока альтернативы нет.
Наконец-то появились перестраиваемые варикапные в интегральном исполнении, может их можно как-то попарно приспособить для некоторых случаев?
Ну например, для варианта с делением частоты, где производные отстоят друг от друга достаточно далеко. Один работает на левом склоне, другой на правом, как в том варианте с ЖИГ-фильтром, о котором я писал. Подавление за полосой слабое, но иногда требуется лишь зацепиться за палку, выделяющуюся на фоне других, а не давить все остальные до полного утопания в шумах.

У меня почему-то складывается впечатление, что в быстром синтезаторе низкие шумы не нужны. Чтобы "увидеть" шумы вблизи несущей, нужно долго постоять на точке и, похоже, намного дольше, чем время установления частоты. Если скачем быстро, то вблизи несущей интереса нет.

[VCO]

У меня почему-то складывается впечатление, что в быстром синтезаторе низкие шумы не нужны. Чтобы "увидеть" шумы вблизи несущей, нужно долго постоять на точке и, похоже, намного дольше, чем время установления частоты. Если скачем быстро, то вблизи несущей интереса нет.

Скорость перестройки обычно диктуется ЦОС, в которой существует уже достаточно богатый арсенал методов и алгоритмов. Но чаще всего низкие шумы действительно не требуются. Это скорее всего потребуется в ближайшем будущем, прежде всего - в оборонке. А теперь моему мозжечку пора отдохнуть...

[Chenakin]

Не помню, чтобы в моём присутствии схему обсуждали. Человеку нужно реализовать шаг 500 МГц в диапазоне 5-10 ГГц...

Я имел ввиду линейку миксеров в петле ФАПЧ, о которой проговорили большую часть времени. В принципе, она позволяет реализовать оба варианта, что приводил здесь VCO (ну и другие возможные) прямо не отходя от кассы (в петле ФАПЧ) и без фильтров.

У меня ещё один вопрос из любопытства: Какова причина патологической боязни полосовых фильтров у большинства участников темы?

Скорее неприязни. Если печатать на PCB (всё остальное либо дорого, либо нетехнологично), то (1) проблема повторяемости (ширина зазора) и/или (2) занимает много места на плате. А главное, зачем он нужен, если можно обойтись и без фильтра? Его ещё и считать надо...

У меня почему-то складывается впечатление, что в быстром синтезаторе низкие шумы не нужны.

Другой пример: спектральный анализ (или типа того). Причём пример не абстрактный, а одно из реальных применений QS. Прыгаем на частоту, останавливаемся, снимаем сигнал digitizer-ом. Прыгаем в след. точку и т.д. Нужен ли хороший шум? Конечно. Нужна ли скорость? Посмотрим. Возьмём к примеру 400 точек на свип. Если скорость перестройки 10 мсек, то 4 сек просто теряются. А если скорость 100 мксек, то потери лишь 0.04 сек. Всё относительно, но может и пригодиться.