ФАПЧ или АПЧ, Поделитесь опытом создания гетеродинов. Опции

[oles_k76]

У многих инженеров рано или поздно возникает задача создания гетеродинов с хорошими параметрами стабильности частоты(близких к кварцевой) и хорошими фазовыми шумами.

Можно ли решить такую задачу с помошью узкополосного гуна и системы АПЧ?
И можно ли решить эту же задачу традиционным ФАПЧем.

Требования
хороший спектр -лучше -120дбс на 100кгц частота~10ггц.
отсутствие паразитных спектральных компонент.
перестройки частоты нет.
Время выхода на частоту не более 10сек.

[khach]

А причем тут стабильность питания? Пусть себе плавает, ФАПЧ все компенсирует. Главное, чтобы в спектре питания небыло ВЧ компонент с частотой больше полосы удержания фапч. Для этого на питание VCO надо ставить фильтр на биполярнике и очень осторожно относится к импульсным источникам питания и цифровым микросхемам в ближайшем окружении.
Второй вопрос- достижимые шумы связаны с добротностью DRO. С другой стороны, повышая диапазон перестройки DRO мы эту добротность валим варикапом. Дайте полосу перестройки, можно будет спрогнозировать шумы. Про методы перестройки DRO без потерь добротности пока помолчим.
Третья проблема- шумы опорного генератора. Надо правильно выбрать частоту сравнения, а то шумовой пьедестал за пределами полосы удержания мешать начнет. Какая у вас и как выглядят шумы опорного генератора?
А с цифровой петлей вы ФАПЧ никогда не сделаете ( не удержите генератор с точностью до фазы), разве что будет ОЧЕНЬ высокодобротный резонатор ( сапфировое кольцо или сверхпроводящий). Получится только АПЧ. И частота будет гулять в районе нескольких сотен герц- килогерц (вандер). Тут подходят режимы управления типа ПИД- достаточно медленно, с колебаниями, выходим на частоту и потом пытаемя ее удержать.. Но про улучшение спектра сигнала по сравнению с free running VCO прийдется забыть- на такое способен только полноценный ФАПЧ, синхронизирующий с точностью до фазы.

[oles_k76]

А с цифровой петлей вы ФАПЧ никогда не сделаете ( не удержите генератор с точностью до фазы), разве что будет ОЧЕНЬ высокодобротный резонатор ( сапфировое кольцо или сверхпроводящий). Получится только АПЧ. И частота будет гулять в районе нескольких сотен герц- килогерц (вандер).

Но про улучшение спектра сигнала по сравнению с free running VCO прийдется забыть- на такое способен только полноценный ФАПЧ, синхронизирующий с точностью до фазы.

АПЧ
Во первых отсутствует необходимость удерживать генератор с точностью до фазы.
Во вторых "болтанка" частоты в районе нескольких сотен герц до килогерца меня устраивает.

Достигается только долговременная стабильность- близкая к кварцевой,
Фазовый шум узкополосного гуна-дро при расстройках 1-5 мгц очень даже приятный и всего на пару-тройку ДБ хуже самого ДРО.

Полностью исключается влияние фозового шума опорного колебания через 20лог(N)
Есть только шумы привнесенные шумами ЦАП, ОУ, шумом источников питания.
Система работает практически в статике.

Появляется возможность использовать практически любой кварцевый генератор так как легко
можно ввести поправку на количество машинных циклов счета временного интервала.

ЦАП можно купить хоть 20 бит, медленный и дешевый

Да и выходную частоту можно легко перестраивать с шагом ЦАП пусть даже не в строгой сетке,
но с очень мелким шагом, а какой коэфициент деления потребуется для фапч дабы этого достичь?

[Mirabella]

Достигается только долговременная стабильность- близкая к кварцевой,

Это экспериментальные данные? Т.е на 10 ГГц Вы имеете стабильность, соответствующую кварцевому генератору?

Фазовый шум узкополосного гуна-дро при расстройках 1-5 мгц очень даже приятный и всего на пару-тройку ДБ хуже самого ДРО.

Как это понимать, поясните пожалуйста.

Система работает практически в статике.

Даже в непрерывной системе ЧАП не получается "статики" по определению.
В.А. Левин, "Стабилизация дискретного множества частот".

Да и выходную частоту можно легко перестраивать с шагом ЦАП пусть даже не в строгой сетке,
но с очень мелким шагом, а какой коэфициент деления потребуется для фапч дабы этого достичь?

Не получится "мелкого шага".
По крайней мере система ЧАП в этом отношении гораздо хуже, чем ФАПЧ.


P.S. Вообще-то преимущества ФАПЧ по сравнению с ЧАП общеизвестны. Давно.
Как Вы считаете, почему интегральные стабилизаторы частоты делают всё-таки по схеме ФАПЧ?