Синтезатор 60-1000 МГц, с быстрой перестройкой по всему диапазону Опции

[sashko_g]

Можно ли теоретически построить синтезатор в диапазоне 60-1000 МГц со следующими характеристиками:
- шаг сетки частот: 1кГц;
- время перестройки на произвольную частоту: 10 мкс;
- спуры и гармоники хотя бы -60 дБн;
- энергопотребление менее 1 Вт;

Решение должно быть простым и энергоеффективным - сложные схемы с несколькими генераторами, переключаемыми фильтрами и т.д точно не подходят. Единственный вариант на данный момент - PLL+VCO типа HMC832. Если включить ручную калибровку и ширину петлевого фильтра 250 кГц можно добиться времени перестройки около 20-45 мкс при допустимой ошибке в 10 Гц (результат моделирования в ADIsimPLL).

Насколько я вижу из моделирования для Fractional-N PLL шаг сетки частот значения не имеет, можно получить шаг хоть в неколько Герц, поправьте если это не так.

Можно ли выжать еще быстродействие из этой микросхемы, возможно пожертвовав другими параметрами? Если нет, какие могут быть альтернативные варианты?

[Шаманъ]

Если по шумам требований нет, то можно взять две ФАПЧ (на тех же HMC83x, например) загнать в диапазон 2..3ГГц (или другой с перестройкой в 1ГГц для одного ФАПЧа и на фиксированную частоту или с относительно небольшой перестройкой для другого) и на смеситель, потом ФНЧ с частотой среза 1ГГц. Если все сделать аккуратно, то есть шанс получить гармоники -60дБ с одним ФНЧ с частотой среза 1ГГц. Заодно, если менять частоты обоих генераторов, то можно обойти спуры дробного делителя.

[VCO]

Если все сделать аккуратно, то есть шанс получить гармоники -60дБ с одним ФНЧ с частотой среза 1ГГц. Заодно, если менять частоты обоих генераторов, то можно обойти спуры дробного делителя.

Скорость перестройки такого слалома в 10 мкс будет достичь очень сложно. Но он же (обход спур) возможен и в варианте с DDS, где тактовая для него будет ФАПЧованной. И при этом нет проблем ни с низкой энергетикой, ни скоростью перестройки

Другой вопрос с умножителями на 2. Если использовать классические 50-Омные умножители, по энергопотреблению пролетаем.
А есть ли смысл цепляться за 50 Ом на частотах до 500 МГц, где можно работать и на 200 Ом, и на 1-10 кОм и даже на 1 МОм?
Если работать с напряжением, а не с мощностью, то вполне вероятно сделать изящный финт ушами и разрешить противоречие.
Потом остаток энергетики пустить на усиление и согласование с неизбежными 50 Омами нагрузки, если она таковая в реалии.

[Шаманъ]

Скорость перестройки такого слалома в 10 мкс будет достичь очень сложно.

В смысле слалома? Оба кольца ФАПЧ независимы друг от друга и если ТС писал, что он планировал закрыть 60..1000МГц одним Frac-N PLL с делителем, то две петли в предложенной конфигурации будут перестаиваться +- так же.

Другое дело насколько это реально сделать в PLL вообще (о чем выше написал rloc)...

Другой вопрос с умножителями на 2. Если использовать классические 50-Омные умножители, по энергопотреблению пролетаем.
А есть ли смысл цепляться за 50 Ом на частотах до 500 МГц, где можно работать и на 200 Ом, и на 1-10 кОм и даже на 1 МОм?

Что-то я не въезжаю, а при чем здесь сопротивление нагрузки? Насколько я понимаю главное это требования по шумам (которые никто не озвучил). Чем меньше боковой шум нам нужен, тем больше придется "задрать" мощность сигнала, а на какой нагрузке эту мощность получать большого значения иметь не будет (разве что потери в цепях согласования, но переход с 50Ом на 200 Ом здесь не должен дать существенной разницы).

Да, если шумы побоку, то можно просто отфильтровать 2ю, 3ю и т.д. зоны Найквиста у DDS.

Сообщение отредактировал Шаманъ - Apr 13 2016, 06:23

[VCO]

Что-то я не въезжаю, а при чем здесь сопротивление нагрузки?

По поводу сопротивления нагрузки есть предположение, что уменьшение токов в умножителях на 2 снизит потери.
Но этот момент я пока не анализировал более тщательно, чисто на уровне идеи. Если ошибаюсь, прошу не пинать.

А как влият шаг перестройки на скорость?

В одноконтурных ФАПЧ - до сегодняшнего дня конечно влияло, причём независимо от типа ФАПЧ.

Если шаг будет не 1кГц, а 100кГц или 1 МГц это изменит что-то принципиально?

Коренным образом изменит. Вплоть до смены типа или режима работы ФАПЧ и снижения времени перестройки на порядок.