Расчет и борьба со Spurs, Синтезатор HMC702 в дробном режиме Опции

[Oleg55]

Здравствуйте!

Имеется синтезатор HMC702 охвачен по классике одной петлей. Диапазон перестройки 8-12ГГц.
Fxtal = 10 МГц
R = 1
Fpfd = 10/1 = 10 МГц
Шаг перестройки 250 кГц.

Итак начнем устанавливаем частоту 8ГГц, режим целочисленный, а дальше начинаем увеличивать частоту с шагом 250 кГц и переходим в дробный режим

8000,25МГц
8000,50МГц
8000,75МГц
8001,00МГц

и вот доходим до точки 8001,25 и тут появляются палки, я так понимаю это и есть спуры, период повторения через каждые 311,4 кГц
идем дальше

8001,50МГц
8001,75МГц
8002,00МГц
8002,25МГц

точка 8002,5, опять вылезли палки , но тут уже период повторения через каждые 622,8 кГц

Дальше я выкладываю картинки только точек со спурами




последние две фотографии это для наглядности как выглядит спектр в целочисленном режиме и в дробном без спур.

Итак что получается

Палки появляются через каждые 1,25 МГц
составим таблицу точек, где появляются спуры и частота их отстройки от основного сигнала

8000,00 МГц - целочисленный режим
8001,25 МГц - 311,4 кГц
8002,50 МГц - 622,8 кГц
8003,75 МГц - 311,4 кГц
8005,00 МГц - 1,251 МГц
8006,25 МГц - 311,4 кГц
8007,50 МГц - 622,8 кГц
8008,75 МГц - 311,4 кГц
8010,00 МГц - 2,495 МГц
8011,25 МГц - 311,4 кГц
8012,50 МГц - 622,8 кГц
8013,75 МГц - 311,4 кГц
8015,00 МГц - 1,251 МГц
8016,25 МГц - 311,4 кГц
8017,50 МГц - 622,8 кГц
8018,75 МГц - 311,4 кГц
8020,00 МГц - целочисленный режим

получается что
в точках 1,25 / 3,75 / 6,25 / 8,75 / 11,25 / 13,75 / 16,25 / 18,75 - спуры идут через каждые 311,4 кГц
в точках 2,50 / 7,50 / 12,50 / 17,50 - через каждые 622,8 кГц
в точках 5,00/ 15,00 - через каждые 1,251 МГц
и в точке 10МГц - через каждые 2,495 МГц

Точки в которых появляются спуры вроде понятны
Nfrac = (2^23*R*Ffrac) / Fxtal
это когда частота опорного генератора Fxtal становится кратной Ffrac, то есть Nfrac получается целым именно в этих точках и появляются спуры

1)Вопрос в другом откуда берутся значения частот отстройки этих палок 311,4 / 622,8 / и так далее, как просчитать их математически?

Еще вопрос

в одной из тем на этом форуме, в борьбе со спурами предлагалось менять опору, ну например берем опору Fxtal = 120МГц и делим ее на 2/3, т.е 40 и 60 МГц, и тем самым каким то образом уходим от спур, но в итоге по моим расчетам если мы делаем опору сначала 60МГц, то появляются точки со спурами, а если меняем опору на 40МГц, то к этим точкам которые появились при опоре на 60МГц добавляются новые точки. Так в чем тогда смысл смены опоры или я чего то недопонял?

2)Как победить данное зло? или хотя бы их пониже задавить? (пока что немного помогает увеличение Charge-pump up до 2000 мкА при Charge-pump dn 1000 мкА)

[VCO]

1)Вопрос в другом откуда берутся значения частот отстройки этих палок 311,4 / 622,8 / и так далее, как просчитать их математически?

Знакомые картинки, у меня тоже нечто подобное было лет 5-6 назад. Но вобщем поздравляю, синтезатор у Вас наконец-то заработал.
Если это те спуры, которые мне пока не дают возможности использовать дробный режим, то они образуются внутри самой HMC702 недокументированной тактовой частотой. Но у меня они обычно болтаются на уровне не выше -70 дБм, а здесь они столь велики, что больше напоминают биения между опорами. Кварц микроконтроллера пилит? Или внешняя опора фонит?

2)Как победить данное зло? или хотя бы их пониже задавить? (пока что немного помогает увеличение Charge-pump up до 2000 мкА при Charge-pump dn 1000 мкА)

Олег, у Вас проблемы не только с дробным режимом, но и с целым. Неужели Вам разрешили иметь спуры -60 дБ и выше?
Начните пока с субгармоник на частоте сравнения, задавите их хотябы до -80 дБ, потом сравните картинки и проверьте, как уменьшились остальные спуры.

[Oleg55]

Неужели Вам разрешили иметь спуры -60 дБ и выше?

неа

Начните пока с субгармоник на частоте сравнения, задавите их хотябы до -80 дБ, потом сравните картинки и проверьте, как уменьшились остальные спуры.

готов начать... что нужно делать... куда бежать

[VCO]

готов начать... что нужно делать... куда бежать

Ну, для начала можно влепить дополнительную RC-цепочку перед ГУНом, например, с частотой среза в 3-5 раз выше, чем перед ней стоящая. После этого промерьте спектры в тех же режимах и сравните с предыдущими. Не спешите менять ток CP - это никуда не убежит, а манипуляции с ним только собьют с толку. Для начала нужно оптимизировать шумы и спуры.

Только, прежде чем давить спуры надо ещё замерить шумы. Думаю, что с такой опорой там тоже не всё гладко. Угадал?

[Oleg55]

Ну, для начала можно влепить дополнительную RC-цепочку перед ГУНом, например, с частотой среза в 3-5 раз выше, чем перед ней стоящая. После этого промерьте спектры в тех же режимах и сравните с предыдущими.

если я правильно понял то в 3-5 рав выше частоты среза петлевого фильтра? А что должно изменится в спектре? Вы хотите задавить опору которя просачивается в спектр?

Не спешите менять ток CP - это никуда не убежит, а манипуляции с ним только собьют с толку. Для начала нужно оптимизировать шумы и спуры.

хорошо

Только, прежде чем давить спуры надо ещё замерить шумы. Думаю, что с такой опорой там тоже не всё гладко. Угадал?

да опора у меня не известная, но она лучше чем ОНИИП Георгин-10МГц поэтому не думаю что дело в моей опоре. Я вам кстати писал что мне тут пришла вот такая опора Ablno - 120 MHZ. Я так и не понял нужно ли ее как то согласовывать с hmc702 или так можно подавать. Я уже включал ее как есть, выходной спектр синтезатора хуже чем при моей опоре на 10 МГц, справа от несущей куча каких то спур вот фотка




Еще получается выход у этой опоры lvcmos, а я ее на вход sin синтезатора подаю, может из за этого.

Сообщение отредактировал Oleg55 - Feb 4 2014, 08:53

[rloc]

Опора нормальная была (10 МГц), 120 МГц структурно лучше, разница в коэффициенте умножения и величине шумов на отстройках более 1 кГц. LVCMOS можно напрямую подавать на HMC702, чем прямоугольней, тем лучше. Что за ГУН Вы используете? Фазовый шум при отстройке на 1 МГц всего около 95 дБн/Гц. Сначала надо с этим разобраться, потом полосу интегрирующей цепи расширять под новую опору.

[Oleg55]

Опора нормальная была (10 МГц), 120 МГц структурно лучше, разница в коэффициенте умножения и величине шумов на отстройках более 1 кГц. LVCMOS можно напрямую подавать на HMC702, чем прямоугольней, тем лучше. Что за ГУН Вы используете? Фазовый шум при отстройке на 1 МГц всего около 95 дБн/Гц. Сначала надо с этим разобраться, потом полосу интегрирующей цепи расширять под новую опору.

ГУН вот такой HMC732. Т.е вы считаете что опора в норме, спуры справа, это из за не правильно расчитанной петли?