АЦП 120 МГц, Появление паразитной гармоники Опции

[Гяук]

Здраввуйте!

Значит такая проблема. Есть АЦП (AD9430). Был тактовый генератор от Cardinal Components (куплен в БМГ+). У генератора был высокий джиттер - решили поменять.
Поменяли - система тактирования стала состоять из генератора синуса от того же БМГ+ и компаратора ADCMP553. Джиттер пропал - хорошо, но...
В спектре сигнала с выхода АЦП появилась какая-то паразитная гармоника, отстоящая от Fd/2 (половины частоты дискретизации) на ту же частоту, какую имеет подаваемый гармонический сигнал. (рисунок прикреплен).

С прежним высокоджиттерным тактовым генератором таких ужасов не наблюдалось.

Такты на АЦП подаются дифференциальными PECLовскими уровнями, причем смена полярности уровней приводит к увеличению уровня паразитной гармоники до 40 дБ.

Может быть кто сталкивался с подобной проблемой? Подскажите, кто виноват и что делать...

[blackfin]

Надо бы триггер на выходе компаратора поставить, дабы сважность клока равнялась в точности двум.

Частота на входе триггера должна быть, ессно в два раза выше.

Вроде вот этого: MC100LVEL32.

[kiss]

Думаю, что может быть виновата одна из гармоник на выходе генератора от БМГ+. На частоту 120 МГц у них скорее всего нет кварцев первой гармоники, а все остальные решения заведомо обладают значительно менее "чистым" выходным сигналом, в чем несложно убедиться с помощью анализатора спектра. Предыдущий генератор с высоким джиттером этой гармоники вероятно не имел.

Интересно, что на приведенном рисунке нет гармоник генератора входного сигнала - у меня так никогда не получается, даже с хорошими генераторами.

[Гяук]

Всем ответившим спасибо! Теперь по-очереди:

А на половине частоты дискретизации есть что?

Есть. Гармоника ровно на половине Fd около 60 Дб от основной сигнальной.

Может быть слишком крутые фронты с компаратора? ВЧ пролазит куда ненадо. Добавить небольшое R последовательно в линии клока, ну и на крайний случай еще и конденсатор на десяток пик прилепить- завалить фронты.
PS.Надеюсь, клок дифференциальный? Можно еще поставить симметрирующий трансформатор- после него кросспоинт обычно точно по середине и компоненты более 2 ГГц на АЦП непролазят- феррит режет.

С компаратора (а также с разветвителя, стоящего за ним - далее подробнее) выходят PECL уровни. Терминацию производил согласно SLLA120, то есть со стороны компаратора pull-down резисторы 150 Ом, со стороны АЦП - последовательно конденсаторы 0,1 мкФ, pull-up резисторы встроены в АЦП согласно datasheet на него. Трансформатор ставил - никакого результата.

Надо бы триггер на выходе компаратора поставить, дабы сважность клока равнялась в точности двум.
Частота на входе триггера должна быть, ессно в два раза выше.

На выходе компаратора стоит разветвитель cdcm1804 от TI - после включения его делителя становится все гораздо лучше, но я склонен считать, что это не из-за скважности - клоки смотрел оциллографом - визуально duty cycle очень близок к 50%.

Думаю, что может быть виновата одна из гармоник на выходе генератора от БМГ+. На частоту 120 МГц у них скорее всего нет кварцев первой гармоники, а все остальные решения заведомо обладают значительно менее "чистым" выходным сигналом, в чем несложно убедиться с помощью анализатора спектра. Предыдущий генератор с высоким джиттером этой гармоники вероятно не имел.

Тут я согласный - но встречный вопрос - как с этим бороться - опять же после генератора стоит компаратор, который по идее субгармоники должен убирать (или я не прав?)

Интересно, что на приведенном рисунке нет гармоник генератора входного сигнала - у меня так никогда не получается, даже с хорошими генераторами.

Ну... Тут я немножечко того..
На рисунке показан уже результат обработки (формирование квадратур, фильтрация, децимация), которая производится в ПЛИС после АЦП. Без обработки я могу принять только 12к отсчетов и там есть все, в том числе гармоники сигнального генератора, но вот эту паразитку от тактового генератора практически не видно

[rloc]

Думаю, что может быть виновата одна из гармоник на выходе генератора от БМГ+. На частоту 120 МГц у них скорее всего нет кварцев первой гармоники, а все остальные решения заведомо обладают значительно менее "чистым" выходным сигналом, в чем несложно убедиться с помощью анализатора спектра. Предыдущий генератор с высоким джиттером этой гармоники вероятно не имел.

Тут я согласный - но встречный вопрос - как с этим бороться - опять же после генератора стоит компаратор, который по идее субгармоники должен убирать (или я не прав?)

Я согласен с kiss, редко когда кварцевые генераторы делают без умножения частоты на частоты более 100МГц, очень сильно увеличиваются шумы. Скорее всего внутри этого БМГ стоит генератор на 60МГц и умножитель на 2. Компаратор никаких субгармоник не уберет, ставьте до компаратора полосовой фильтр на 120МГц, чтобы подавить 60МГц, 60x3, 60x5 и т.д..

Сообщение отредактировал rloc - Sep 20 2007, 14:22

[yuri_d]

Я согласен с kiss, редко когда кварцевые генераторы делают без умножения частоты на частоты более 100МГц, очень сильно увеличиваются шумы. Скорее всего внутри этого БМГ стоит генератор на 60МГц и умножитель на 2. Компаратор никаких субгармоник не уберет, ставьте до компаратора полосовой фильтр на 120МГц, чтобы подавить 60МГц, 60x3, 60x5 и т.д..

Обычно кварцевые генераторы на гармониках используют нечетные гармоники 3, 5, 7, итд. Не встречал не одной схемы с четной гармоникой. Поэтому генератор скорее всего имеет кварцевый резонатор на 24 МГц и использует 5-ю гармонику, но возможны и варианты 17.14 МГц с 7-й гармоникой и 10.91 МГц с 11-й. Как сделано на самом деле легко понять имея хороший анализатор спектра.

Для генератора на 11-й гармоники будем иметь клыки через каждые 22 МГц. В итоге полосовой фильтр лучше делать поуже.

[rloc]

Обычно кварцевые генераторы на гармониках используют нечетные гармоники 3, 5, 7, итд. Не встречал не одной схемы с четной гармоникой. Поэтому генератор скорее всего имеет кварцевый резонатор на 24 МГц и использует 5-ю гармонику, но возможны и варианты 17.14 МГц с 7-й гармоникой и 10.91 МГц с 11-й. Как сделано на самом деле легко понять имея хороший анализатор спектра.

Для генератора на 11-й гармоники будем иметь клыки через каждые 22 МГц. В итоге полосовой фильтр лучше делать поуже.

Не путайте механические гармоники и умножение частоты (электрические гармоники). 24, 17.14 и более низкие частоты врятли используются, иначе шумы плохие получатся. По этой причине для генерации гиговых частот берут для умножения генераторы на частоты ~100МГц (5 или 7 механические гармоники, выходной сигнал - основная, первая электрическая гармоника).

Надо бы триггер на выходе компаратора поставить, дабы сважность клока равнялась в точности двум.
Частота на входе триггера должна быть, ессно в два раза выше.

Совет, похоже, правильный.
Только лучше порогом компаратора рулить. Для этого нужно добавить ОС по НЧ. В простейшем случае - примерно вот так:

В более продвинутом варианте вместо RC-цепи в ОС ставится интегратор на ОУ.
Преимущества: не нужен дорогой и жручий триггер, а также генератор на удвоенную частоту.

Скважность здесь не причем, и не надо изобретать хитроумных схем с обратной связью, еще шумы генератора убьете.