Переход с прескалера на логику с малыми шумами Опции

[Шаманъ]

Приветствую всех!

Нужно сигнал с прескалера SP8908 завести на Альтеру EPM570, при том очень важно не нахватать лишних шумов.

Пока основной вариант - усилить сигнал с прескалера усилителем на MMIC (SGA-4286) и завести на подсмещенный вход альтеры...

Подскажите, может есть лучший вариант?

Да, частота 180...220МГц

Заранее спасибо!
Олег

[Dr.Drew]

Пока писал, ответили.
Я тоже думаю, что Шаман темнит где-то. Помехи дробности можно подавить двумя способами: задвинуть их подальше и они подавятся петлевым фильтром или подмешивая к управляющему сигналу ПСП (возможно, установив младший бит слова в единицу, как написал Шаман), но эта ПСП повысит уровень шумов в петле на 10-20 дБ. В ADF4153 такая вещь реализована в виде режимов Low Noise (без ПСП), Low Spur (с ПСП). ЧФД определяет только внутрипетлевой шум и палки на частотах сравнения из-за утечек. Последние часто не учитываются, так как помехи дробности оказываются в десятки раз ближе и давить их сложнее. А вы хотите прошагать диапазон 1,4-1,7 ГГц с шагом около 1 Гц (?) при шумах в петле минус 115 и для этого городите дробный делитель? Такого у вас не получится. Для малого шага ставят ДДС в опору. Тогда ФАПЧ шагает с крупным шагом в несколько мегагерц в дробном режиме, чтобы шумы в петле ниже были, а промежутки заполняются изменением опорной частоты. Шумы ДДС тут не проблема. ДДС AD9912 при качественной тактухе выдаст шум на частоте 50 МГц минус 168 в полке. На 1,5 ГГц это будет всего минус 138 (ЧФД больше даст). Сама выходная частота ДДС будет изменяться максимум на одну сотую, а это значит, что подобрать тактуху и выходную частоту, чтобы задвинуть помехи подальше от сигнала, не проблема. Если брать HMC700 в дробном режиме с опорной частотой 36 МГц, шумы в петле получаются минус 114, а после деления до 35 МГц - нужные вам минус 147. Палки на уровне минус 87 на частотах 1,4-1,7 ГГц получить в такой схеме по-моему вполне реально.
А изменение формы шума не повышением ли порядка модулятора достигается?

Сообщение отредактировал Dr.Drew - Jan 28 2010, 05:55

[Шаманъ]

Помехи дробности можно подавить двумя способами: задвинуть их подальше и они подавятся петлевым фильтром или подмешивая к управляющему сигналу ПСП (возможно, установив младший бит слова в единицу, как написал Шаман), но эта ПСП повысит уровень шумов в петле на 10-20 дБ.

Читайте внимательно, то что я написал выше - вариант который не поднимет уровень шума в петле (шум кстати не только белый бывает , и напрямую шум никто не "замешивает" в петлю).

ЧФД определяет только внутрипетлевой шум и палки на частотах сравнения из-за утечек.

Опять ошибка! Вы не учитываете, что работа ЧФД в синтезаторах с ДДПКД с модуляцией сигма-дельта модулятором отличается от обычного синтезатора. В этом варианте ЧФД с плохой линейностью запросто угробит все параметры синтезатора (шум и/или палки). Для такого синтезатора малейшая нелинейность ЧФД вызовет интермодуляцию шума/палок в дальней зоне, а ее продукты пойдут уже в ближнюю. Это грабли на которые наступают почти все кто пробует использовать эту технологию (я когда начинал тоже ). ЧФД в НМС потенциально нелинейный и все тут (да, они постарались уменьшить нелинейность, но это не радикальный вариант)...

А вы хотите прошагать диапазон 1,4-1,7 ГГц с шагом около 1 Гц (?) при шумах в петле минус 115 и для этого городите дробный делитель? Такого у вас не получится.

Да ну ... Сейчас у меня синтезатор шагает в диапазоне 80-100МГц с шагом немного более 0.01Гц, и не жужжит Но это старый проект - он не удовлетворяет по шумам (там частота сравнения всего 100кГц, а делалось это 6-7лет назад). Я пишу о том что проверил, а Вы похоже не хотите вникнуть в принципы работы таких синтезаторов, хотя кратко я постарался изложить их выше (извиняюсь, если это вышло не очень хорошо, но передать в одном абзаце это сложно)...

Для малого шага ставят ДДС в опору. Тогда ФАПЧ шагает с крупным шагом в несколько мегагерц в дробном режиме, чтобы шумы в петле ниже были, а промежутки заполняются изменением опорной частоты. Шумы ДДС тут не проблема. ДДС AD9912 при качественной тактухе выдаст шум на частоте 50 МГц минус 168 в полке. На 1,5 ГГц это будет всего минус 138 (ЧФД больше даст).

Спасибо за попытку Но тут будет много нюансов, такой вариант возможен, но он в разы сложнее (не забываем про опору AD9912), хотя и использует более стандартные подходы.

Вот расклад того, что получается сейчас - поскольку заоблачных цифр по шуму на частоте ГУНа не требуется, приводить весь анализ смысла нет. Шум в полосе петли будет определяться шумом ЧФД/ОГ плюс коэффициент умножения в петле (к сожалению точных данных для варианта в FPGA у меня нет). Если предположить, что ЧФД имеет шум порядка -150дБ/Гц частота сравнения должна быть не менее 10МГц (и то желаемые разультаты уже не получу - только еле впишусь в предел). На такой частоте сравнения еще возможен вариант с прескалером /8 + FPGA. Т.е. при таком раскладе все решит уровень шума ЧФД...

А изменение формы шума не повышением ли порядка модулятора достигается?

Порядок модулятора влияет на скорость нарастания шума с увеличением отстройки. Обычно используют модулятор третьего или четвертого порядка. Форма шума определяется распределением ПСП которую генерирует модулятор (на эту тему есть просто горы патентов в библиотеке патентов US, например)...

И что-то наводит на мысль, что по Вашей методике Вы с таким шагом -100 дБ спур не получите (если честно, я ещё пока не догнал, как вы вычислили -120 дБ).

-120дБ это желаемое значение - его я не вычислял. Сколько выйдет хз, но знаю, что если я буду делать модулятор и ЧФД в FPGA, то определяться спуры будут не непосредственно спектром на выходе ДДПКД, а прочими факторами (наводки/разводка платы, ошибки в проектировании петлевого фильтра и т.п.)...

Тогда непонятно, почему отметаете DDS

У DDS есть неприятные особенности (по крайней мере такое было с AD9951) спуры так расположены, что их комбинашки иногда попадают в полосу приема, причем таких порядков, что только в страшном сне присниться может... Вот с тех пор нету желания использовать DDS без фильтрации его сигнала петлей ФАПЧ или узкополосным фильтром...

[VCO]

Читайте внимательно, то что я написал выше - вариант который не поднимет уровень шума в петле (шум кстати не только белый бывает , и напрямую шум никто не "замешивает" в петлю).

Спорить больше не хочу, наконец-то понял, что Вам в конечной цели нужно, вроде как по теории логично всё вырисовывается: шумы и спуры делим на 20logN, шаг делим на N. Но как насчёт цифровых шумов дна (пола и т.д.), создаваемого самой ПЛИС, ведь это сугубо цифровая микросхема, у неё-то счётчики не взвешены на опорной аналоговой базе, как у HMC70X, и все флуктуации счётчиков на нулевых значениях взмоют вверх, причём значения такой природы происхождения трудно рассчитать, даже базиса для расчёта нет. Я до сих пор не сдался потому, что сам цифровик по образованию, считаю, что ФАПЧ на ПЛИС не делают (за редким исключением, о которых уже начитан) только потому, что в синтезе частот кроме цифры присутствуют:
1. Радиочастотный и опорный сигналы, которые в современных микросхемах цепляются дифференциальным способом относительно внутренней опоры, чего в ПЛИС пока не предусмотрено.
2. Импульсные сигналы схемы подкачки заряда, управляющей фильтром ГУНа, сугубо специализированная схема, заструганная на реализацию своей основной задачи, чего в ПЛИС, естественно, нет.
3. И наконец, частотно-фазовый, фазо-частотный или просто фазовый детектор, который часто выполняется особым образом по специальной технологии, обеспечивающей минимальные джиттер, шумы и девиацию частоты сравнения, котрые вместе с джиттером, определют шумовые характеристики. Есть ли это в ПЛИС?
Не знаю, Вам судить. Знаю только, что я, будучи сугубо цифровиком, случайно заблудившим в радио, не доверил бы ПЛИС такие сложные функции. Радио для меня пока остаётся чем-то вроде алхимии или чёрной магии, особенно на частотах выше 10 ГГц. В Вашем случае Всё проще, но если мои сомнения вызвали у Вас неуверенность, советую ещё раз задуматься! Желаю удачи, YIG!

Сообщение отредактировал YIG - Jan 28 2010, 17:05