Не делал ли кто нибудь генератор на 1ГГц, на диэлектрических резонаторах? Опции

[nicom]

Есть задача: для СЕРИЙНОЙ продукции (тактирование АЦП) требуется генератор сигнала на 1ГГц. Мы его получаем путем умножения частоты опорного кварцевого генератора 125МГц (по схеме Колпитца). Всё хорошо, однако, начиная с 500МГц схема умножения получилась (вполне закономерно) капризная. Очень бы хотелось снять проблему...
Есть несколько предложений:
1.Использовать ФАПЧ- как источник тактовой, мы так и не нашли подходящий вариант (в основном, проблемы с джиттером...) может быть не попадались хорошие ГУНы и схемы детекторов...
Resume: пока Г.

2. Использовать диэлектрические резонаторы в качестве опорного резонатора... минусов несколько: примерно +/-10ppm на градус (для сильно нагревающейся прецизионной платы это много), +/-0.5% изначальная погрешность установки частоты (не знаю - можно ли ее менять , как обычно... ) и главное - никогда не делал такие штуки... хотя в руках держал...

3. Наиболее интересным решением получения чистого спектра, думается, все-таки использовать умножение опорного кварцевого генератора с фильтрацией на таких резонаторах...

Вот и вопрос, к Уважаемым профессионалам - кто то делал устройства с использованием таких резонаторов...
Есть ли какие нибудь ссылки и подобная информация... схемки (конечно на таких састотах лучше бы конструкцию посмотреть...)
И есть ли действительно преимущества (кроме технологических) по сравнению с контурами...

Спасибо. Николай.
ЗЫ. в качестве собственно резонаторов "возможно-предположительно предполагается" (сомнительная перспектива третьего порядка ) использовать

DR60D2W4-1000M от Token Electronics
http://www.tokenonline.net/dielectric/die-resonator.htm
ЗЗЫ. они готовы поставить несколько штук...

[handy]

Есть задача: для СЕРИЙНОЙ продукции (тактирование АЦП) требуется генератор сигнала на 1ГГц.

1. А какой размер будет у диэлектрического резонатора на эту частоту, и прибавьте еще расстояние до стенок корпуса, которое должно быть не менее определенной величины - что-то громоздко получается по моему разумению.

2. Фирма Fox Electronix выпускает серию кварцевых генераторов rfXO до 1250 МГц.
В фирме Мэй сейчас проходит партия кварцевых генераторов на частоту ровно 1ГГц, вроде бы будет остаток.

[nicom]

Есть задача: для СЕРИЙНОЙ продукции (тактирование АЦП) требуется генератор сигнала на 1ГГц.

1. А какой размер будет у диэлектрического резонатора на эту частоту, и прибавьте еще расстояние до стенок корпуса, которое должно быть не менее определенной величины - что-то громоздко получается по моему разумению.

2. Фирма Fox Electronix выпускает серию кварцевых генераторов rfXO до 1250 МГц.
В фирме Мэй сейчас проходит партия кварцевых генераторов на частоту ровно 1ГГц, вроде бы будет остаток.

за ссылку спасибо...
а по поводу размеров: ориентировочно 6*6мм длиной около 18мм...есть и 8*8*15.8мм
сам он экранирован..., паяется внешней поверхностью к плате, так что надеюсь не сильно повлияет...

У него диэлектрическая - под 90.

[Lonesome Wolf]

Вы уверены, что сумеете получить стабильность 10^-5? Это вряд-ли.

А какие проблемы с умножителем?

По-моему нет никаких. Я не вижу, по крайней мере

[Mirabella]

А какие проблемы с умножителем?

А какие, кстати, проблемы с ФАПЧем?

Сигнал одной частоты, никак не модулированный, тот самый loop фильтр можно сделать сколь угодно узкополосным, уменьшение полосы захвата компенсировать схемой принудительного первоначального захвата.
Конечно, будет захватывать долго, несколько секунд, но ведь это для измерительных целей.....
Использовать обязательно микросхему синтезатора с дробным коэффициентом деления (ADF....)
А еще лучше не использовать никаких микросхем, а сделать оптимальный синтезатор одной частоты.

[nicom]

А какие проблемы с умножителем?

А какие, кстати, проблемы с ФАПЧем?

Сигнал одной частоты, никак не модулированный, тот самый loop фильтр можно сделать сколь угодно узкополосным, уменьшение полосы захвата компенсировать схемой принудительного первоначального захвата.
Конечно, будет захватывать долго, несколько секунд, но ведь это для измерительных целей.....
Использовать обязательно микросхему синтезатора с дробным коэффициентом деления (ADF....)
А еще лучше не использовать никаких микросхем, а сделать оптимальный синтезатор одной частоты.

...несколько слов о точности... абсолютное значение частоты в общем то не столь важно, но желательно его измерить с "хорошей" погрешностью... а вот спектральный состав тактового сигнала, его чистота крайне важна... система используется (в основном) для спектральных исследований широкополосных сигналов (разных)...

Умножение частоты мы и используем, однако, в спектре выходного сигнала присутствуют, как гармоники 1ГГц (пусть), так и сигналы исходных частот и их производные: 250, 375, 500, ... конечно же их вклад незначителен, но заметен. Попытка "очистки" на фильтрах LC... как бы это сказать, то ли не умеем делать высокодобротные супер-пупер фильтры, то ли это действительно труднодостижимо...и мало эффективно... а вот в характеристиках на элементы на диэлектрических резонаторах увидел, что на таких частотах добротность то... под 500. Вот и возникли мысли: с одной стороны использовать их в качестве собственно резонатора сразу на 1ГГц (частоту "нарежет" изготовитель), или мысль использовать их в качестве высокодобротных фильтров в каскадах умножения... но с ними не сталкивалсь... только теоретически... Вот и розыскивается различная помощь...

ФАПЧ, во всяком случае, у нас давал приличную "дрожь", хорошо заметную на спектрограмме... (АЦП МАХ104, между прочим имеет очень приличные характеристики)... или просто не попадались хорошие генераторы...

..."а сделать оптимальный синтезатор одной частоты" - пока не знаком..., не работал..., не знаю... если была бы информация - был бы благодарен...

... между прочим, один из заказчиков просит собирать данные в таком темпе ... сутки...

Примерные характеристики такого резонатора ниже, примерные - т.к. заказываемые - лямбда/4 или лямбда. (а приведенные - лямбда на 2 (типа режектора))
 DR80C1W2_1000M_R0.pdf ( 30.79 килобайт ) Кол-во скачиваний: 354


Вполне вероятно, что что то недопонимаю - тогда прошу Вас подправить... так сказать направить на путь Истинный...

[Mirabella]

...несколько слов о точности... абсолютное значение частоты в общем то не столь важно, но желательно его измерить с "хорошей" погрешностью... а вот спектральный состав тактового сигнала, его чистота крайне важна... система используется (в основном) для спектральных исследований широкополосных сигналов (разных)...

Предлагаю использовать ФАПЧ, так как только его применение обеспечивает реальную фильтрацию синала 1 ГГц. Все другие способы (разновидности умножения или непосредственная генерация с высокодобротным резонатором) не в состоянии обеспечить такой спектральной чистоты немодулированного колебания.
Сама система ФАПЧ - это узкополосный фильтр. Для обычных применений эквивалентная ширина этого фильтра определяется необходимостью получения требуемой полосы захвата. Причем для перестраиваемых синтезаторов она должна быть достаточно широкой для обеспечения перестройки. Для неперестраиваемого синтезатора эта полоса так-же не может быть выбрана произвольно малой, иначе будут трудности с захватом и удержанием.

Если -же стоит благородная задача максимальной фильтрации фиксированной немодулированной несущей, можно(теоретически!) сужать полосу фильтра в цепи обратной связи до минимума.

Вот что пишут по этому поводу уважаемые (мной) В.В Шахгильдян и А.А. Ляховкин на стр. 188 своей весьма полезной книги ("Фазовая автоподстройка частоты"):

"...нельзя судить о целесообразности применения того или иного фильтра в петле ФАПЧ только по одному коэффициенту фильтрации, поскольку параметры фильтра, от которых зависит этот коэффициент, определяют так-же и полосу захвата системы. Увеличение фильтрующей способности системы ФАПЧ приводит к неизбежному снижению полосы захвата. Поэтому следует искать такую комбинацию параметров фильтра и системы ФАПЧ в целом, которая обеспечивает найвысшую фильтрующую способность при наибольшей полосе захвата."

Эта самая комбинация "параметров фильтра и системы ФАПЧ в целом" следующая:
В соответствии со старинным английским обычаем ("разделяй и властвуй") разделяем задачу фильтрации и задачу захвата.

Для фильтрации используем такой петлевой фильтр, какой обеспечивает нужную нам чистоту спектра.
(Ограничением на его ширину является так-же устойчивость системы!)
О стабильности частоты я не упоминаю по причине отсутствия проблем с её получением на нужном уровне (реально, т.е. "дешево и сердито": это 10^-8, если постараться, но не сильно, то на порядок лучше).

Захват осуществляем принудительно. Для этого при выходе из него (или при первоначальном включении) подаем на управляющий элемент (варикап) пилообразное напряжение, которое меняет частоту ГУНа от минимального значения до максимального, причем по достижению захвата это напряжение снимается. Скорость изменения этого напряжения должна быть весьма низкой, у нас время первоначального захвата составляло около 10 секунд.
Далее расчет на то, что полоса удержания шире, чем полоса захвата.
Всё это конечно не снимает необходимости разработки качественного ГУНа.

Умножение частоты мы и используем, однако, в спектре выходного сигнала присутствуют, как гармоники 1ГГц (пусть), так и сигналы исходных частот и их производные: 250, 375, 500, ... конечно же их вклад незначителен, но заметен. Попытка "очистки" на фильтрах LC... как бы это сказать, то ли не умеем делать высокодобротные супер-пупер фильтры, то ли это действительно

С этими гармониками можно и нужно бороться известными способами: они отстроены далеко от несущей.
Никаких"супер-пупер" фильтров здесь не надо.
При использовании ФАПЧ такой задачи нет.
Умножение - это хорошо, но появляется задача по ослаблению дополнительных составляющих.

Вполне вероятно, что что то недопонимаю - тогда прошу Вас подправить... так сказать направить на путь Истинный...

В.В.Шахгильдян, А.А. Ляховкин "Фазовая автоподстройка частоты", изд. "Связь", Москва, 1966 год.

В.А.Левин "Стабилизация дискретного множества частот", изд. "Энергия", 1970 г.

[Old Nick]

Предлагаю использовать ФАПЧ, так как только его применение обеспечивает реальную фильтрацию синала 1 ГГц. Все другие способы (разновидности умножения или непосредственная генерация с высокодобротным резонатором) не в состоянии обеспечить такой спектральной чистоты немодулированного колебания.

Гм. Смело.
Хочу уточнить, что ФАПЧ "фильтрует" ГУН только в полосе пропускания петли (примерно), а в дальней зоне спектр остается в лучшем случае таким же, как и без ФАПЧ.
Поэтому все равно как минимум потребуется ГУН с чистым спектром в дальней зоне.

[Mirabella]

Хочу уточнить, что ФАПЧ "фильтрует" ГУН только в полосе пропускания петли (примерно), а в дальней зоне спектр остается в лучшем случае таким же, как и без ФАПЧ.
Поэтому все равно как минимум потребуется ГУН с чистым спектром в дальней зоне.

Совершенно правильно. Нужна система.
Просто каким-либо генератором здесь обойтись нельзя.