Сверхмалошумящий умножитель частоты Опции

[NightRain]

Добрый день!
Столкнулся с проблемой.
Имею сверхмалошумящий опорный кварцевый генератор OCXO ГК197-ТС фирмы Морион. Основные требования ко всей проектируемой системе-это фазовые шумы на отстройке 100 Гц от несущей(У ГК197-ТС фазовые шумы при отстройке 100Гц не превышают -155дБн). Из 10МГц необходимо получить 100 МГц с не менее эктремально малыми шумами:-135дБн/Гц. Аналогов такому генерат ору 100МГц в Мире нет(поэтому и хочется малошумящий опорный генератор умножить и получить 100МГц, который не сыскать, а не покупать готовый вариант 100МГц с фазовыми шумами -130дБн(Выигрыш в 5 дБ!!!)). Вернемся к проблеме....Итак, 10МГц умножаем на 10 - ждем ухудшения фазовых шумов на 20lgN. Но только в том случае, если фазовые шумы самого умножителя не превышают фазовые шумы опоры на интересующей отстройке.Есть вариант:использовать диод Шоттки(т.к у него самый низкие фликкер-шумы) в стандартной схеме генератора гармноик. НО! Как мне выбрать диод? Какую точность дает моделироввание и расчет фазовых шумов MWO?И вообще с помощью какого ПО можно рассчитать фазовые шумы схемы(подставляя модели разных диодов)?
Есть вариант с SRD-диодами, но их фликкер-шум велик(кстати в литературе просто пишут, что в малошумящих приложениях используйте диод Шоттки, в менее малошумящих, где требуется лишь эффективность-Step Recovery Diodes).
Короче говоря, какую схему умножителя выбрать в малошумящем приложении и с помощью какого ПО можно смоделировать схему с рассчетам фазовых шумов?
Постепенно прихожу к схеме опорный генератор-умножитель на 5+малошумящий усилитель+умножитель на 2+фильтр+малошумящий усилитель(умножители-на диодах Шоттки Infinion SD_BAS70). И предполагаю получить уровень фазовых шумов -135дБн/Гц. Смоделировал схему в MWO, проверил фазовые шумы, но не знаю, насколько стоит доверять методам рассчета фазовых шумов в MWO?(Кстати моделирование с SRD-диодами показало, что фазовые шумы не отклоняются от всем известного закона при умножении 20lgN, хотя это на практике не так, вот и закралось недоверие). Минимальный уровень нужной гармоники на выходе каждого умножителя-не меньше минус 30дБм(но смогу ли я потом бесшумно усилить данный сигнал?).
Пожалуйста, помогите встать на путь истинный, а то в голове кавардак и ступор!

Сообщение отредактировал NightRain - Dec 18 2008, 11:42

[Radiolab]

Добрый день!
Столкнулся с проблемой.
Имею сверхмалошумящий опорный кварцевый генератор OCXO ГК197-ТС фирмы Морион. Основные требования ко всей проектируемой системе-это фазовые шумы на отстройке 100 Гц от несущей(У ГК197-ТС фазовые шумы при отстройке 100Гц не превышают -155дБн). Из 10МГц необходимо получить 100 МГц с не менее эктремально малыми шумами:-135дБн/Гц. Аналогов такому генерат ору 100МГц в Мире нет(поэтому и хочется малошумящий опорный генератор умножить и получить 100МГц, который не

Собственно над тем же думал некоторое время назад, но остыл после ознакомления с

http://www.thegleam.com/ke5fx/cg.htm,

там человек из подручных средств сделал генератор гармоник, который при умножении 100МГц Bliley (-130дБн@100Гц) на 25 получил шумы в 92дБн, растеряв по дороге 130-92-20log(25)=10дБ. А может и нет, т.к. у Bliley есть две версии - одна 130дБн@100Гц, другая 120дБн@100Гц.

Короче, ради нескольких дБ заморачиваться не стал и заложил в проект 100МГц от Wenzel.

Сообщение отредактировал Radiolab - Dec 18 2008, 12:29

[NightRain]

Собственно над тем же думал некоторое время назад, но остыл после ознакомления с

http://www.thegleam.com/ke5fx/cg.htm,

там человек из подручных средств сделал генератор гармоник, который при умножении 100МГц Bliley (-130дБн@100Гц) на 25 получил шумы в 92дБн, растеряв по дороге 130-92-20log(25)=10дБ. А может и нет, т.к. у Bliley есть две версии - одна 130дБн@100Гц, другая 120дБн@100Гц.

Короче, ради нескольких дБ заморачиваться не стал и заложил в проект 100МГц от Wenzel.

Ну все верно. При построении своего генератора он использовал step recovery diodes, которые-известное дело-вносят значительные шумы дополнительно к прибавке 20lgN. Я это знаю. Вопрос сотоит в следующем: кто-нибудь реализовывал умножитель малошумящей опорной частоты, да так, чтобы он сам не вносил дополнительных фазовых шумов. Порывшись в различных книгах и мануалах нашел статейки, описывающие методы умножения с применением диодов Шоттки, но на их основе нельзя построить умножитель с коэффициентом умножения больше 5(при входном сигнале 10дБм, уровень 5-й гармоники будет не более -30дБм, а более дальние-и того меньше). Например, схема, описанная Вензелем, умножителя на основе моста. Есть статейка. И в ней говорится, что при помощи этого умножителя(кстати там его позиционируют как утроитель) можно умножить самую малошумящую в мире опору(-155 дБн/Гц) и при этом не внести дополнительных шумов. Вроде как даже привели графики и собрали макет.
Я тоже попробовал...только не собрать макет, а смоделировать в MWO. Но мне так и не удалось согласовать предложенную Вензелем схему по входу(КСВ получилось отвратительное), да и эффективность-не ахти(-20дБм-3-я гармоника, как ее птом бесшумно усиливать еще не разбирался). Может у кого получилось собрать данную схемку?
Я верю, что данная проблема бесшумного умножения решается,т.к. давным-давно HP в одном из своих детищь применила технологию малошумящего умножения при помощи каскадов удвоителей на диодах Шоттки. Они сначала умножели частоту 10МГц при помощи семи удвоителей на диодах Шоттки, а потом 640 МГц умножали уже при помощи SRD-диода. И вроде как добились успеха.

Сообщение отредактировал NightRain - Dec 18 2008, 16:45

[Lonesome Wolf]

Наиболее малошумяшая схема умножения c большим коэффициентом умножения, насколько я знаю, реализация в петле ФАПЧ с аналоговым фазовым детектором (смесителем), разновидность - direct phase locking с использованием sampling phase detector.

К примеру - 10 Мгц кварц драйвит 100 МГц кварц с полосой ФАПЧ, скажем, герц 300 или сколько там. В этом случае реализуются максимально низкие щумы как вблизи несущей, так и в некотором отдалении от нее.

[NightRain]

Наиболее малошумяшая схема умножения c большим коэффициентом умножения, насколько я знаю, реализация в петле ФАПЧ с аналоговым фазовым детектором (смесителем), разновидность - direct phase locking с использованием sampling phase detector.

К примеру - 10 Мгц кварц драйвит 100 МГц кварц с полосой ФАПЧ, скажем, герц 300 или сколько там. В этом случае реализуются максимально низкие щумы как вблизи несущей, так и в некотором отдалении от нее.

Читал я мануал, посвященный sampling phase detector. И обратил внимание, что в качестве умножителя или генератора гармоник стоит тот же SRD-диод, который не отличается от всех остальных подобных диодов и соответственно также вносит шумы. Я отнесся к этой схеме с большим недоверием.
Может вы меня переубедите?Или я в чем-то не прав? Да и ребята знакомые собирали схемку на базе MSPD и шумы все равно ухудшились. Не знаю, о чем они пишут, что их MSPD не ухудшает шумы... нет почитал еще раз-ухудшают на 3 дБ.

Сообщение отредактировал NightRain - Dec 19 2008, 03:42

[khach]

Читал я мануал, посвященный sampling phase detector. И обратил внимание, что в качестве умножителя или генератора гармоник стоит тот же SRD-диод, который не отличается от всех остальных подобных диодов и соответственно также вносит шумы. Я отнесся к этой схеме с большим недоверием.

Так в этом случае в качестве VCO используется СВЧ генератор с высокой добротностью (ЖИГ обычно). У некоторых достаточно низкие шумы, а потом после деления частоты как раз и получаем достаточно чистый спектр. Пишу без цифр, т.к такие генераторы обычно нормируют по шумам на 10 КГц, а не герц.
Самое малошумящее (без оптики) это огромная шайба диэлектрического резонатора из сапфира с добротностью в несколько десятков тысяч на частоту несколько ГГц. Ну а потом делить частоту прескалерами или смесителями, но там тоже набрать шумы можно сильно. Последнее веянее- фапч с ДДС синтезатором в качестве делителя частоты в петле фапч.
Если не секрет-чем такие фазовые шумы измерять? А то симуляторам в таких случаях надо верить с оглядкой- сильно уж этот случай находиться за пределами "нормальных" примененний СВЧ компонент. Так что только макетирование.
Я бы наверно сделал целочисленную петлю фапч на двух кварцах- на 100 Мгц кристалле собрал бы ЭСЛ генератор с контролируемой амплитудой, на кварц бы поставил варикапы, поделил бы частоту на 2 и сравнил бы с упятеренной эталонной 10 . Частота ФД 50 Мгц, полоса петли ФАПЧ несколько МГц.
Или цепочка умножителей на шоттки - упятеритель (генератор нечетных гармоник)+ фильтр + усилитель, удвоитель.