Синтезаторы частот. От концепции к продукту., Ищу книгу, Frequency Synthesizers: Concept to Product Опции

[Green_Smoke]

Приветствую!
Не подскажите не пробегала ли мимо следующая книга.
Frequency Synthesizers: Concept to Product
Alexander Chenakin, Phase Matrix, Inc.
ISBN 978-1-59693-230-2
Хотелось бы на нее взглянуть поближе.

[Sergey Beltchico...]

Вопрос к уважаемому Александру Ченакину:

Вы действительно уверены (имеете результаты измерений), что если взять опору -176 (-180) дБн/Гц, то можно получить -142 (146) дБн/Гц в петле на 5ГГц мультипликативным способом (то есть приращение шумов близкое к 20logN)? Мне лично не приходилось слышать о результате лучше -135 дБн/Гц на 10 ГГц (и то в виде единичного достижения, и, что важно, без петли). Повторюсь, я говорю об умножении, а не о генерации сразу в X-band (OEwaves,PSI).

Просто большинство комб-генераторов имеют собственный шум хуже, чем -140 дБн/Гц. Есть еще NLTL-генераторы, но реально на отстройках до 100кГц они не отличаются от SRD (даже хуже SRD во фликер-зоне). Когда я направил отчет с результатами измерений трех NLTL-умножителей в Picosecond в сравнении с SRD (все от одного источника), то их буквальный ответ на претензию о несоответствии фазовых шумов рекламе звучал примерно так: "к сожалению, у нас не было возможности провести прямое измерение фазового шума гармоники от 100 МГц, полученной при помощи NLTL, благодарим Вас за новую информацию о наших генераторах, мы все равно снимаем их с производства". (В своих статьях Picosecond измеряет СПМ шумов своего генератора, деля 100 МГц на два канала и снося две гармоники от одного источника в ноль, что подразумевает вычищение шумов гармоник друг другом).

Лично мое мнение: если получаешь -130 дБн/Гц@10 кГц на 10 ГГц, то в рамках мультипликативной парадигмы в захвате ниже не спуститься, какую опору (100МГц) ни бери. То есть купишь PASCAL, поставишь в блок, а в петле получишь то же, что и раньше.

И, кстати, еще Александру Ченакину.

По поводу "математики" по идентификации спуров при открытом фронт-энде спектроанализатора: посмотрите у Аджилента Spectrum Analysis Basics. Если мне не изменяет память, там достаточно подробно описан метод с качанием гетеродина вверх-вниз на 2ПЧ и метод, где когерентно меняются частоты сразу двух LO (они называют его shift method)

Сообщение отредактировал Sergey Beltchicov - Jan 12 2011, 15:40

[Chenakin]

Вопрос к уважаемому Александру Ченакину:

Вы действительно уверены (имеете результаты измерений), что если взять опору -176 (-180) дБн/Гц, то можно получить -142 (146) дБн/Гц в петле на 5ГГц мультипликативным способом (то есть приращение шумов близкое к 20logN)? Мне лично не приходилось слышать о результате лучше -135 дБн/Гц на 10 ГГц (и то в виде единичного достижения, и, что важно, без петли). Повторюсь, я говорю об умножении, а не о генерации сразу в X-band (OEwaves,PSI).

Просто большинство комб-генераторов имеют собственный шум хуже, чем -140 дБн/Гц. Есть еще NLTL-генераторы, но реально на отстройках до 100кГц они не отличаются от SRD (даже хуже SRD во фликер-зоне). Когда я направил отчет с результатами измерений трех NLTL-умножителей в Picosecond в сравнении с SRD (все от одного источника), то их буквальный ответ на претензию о несоответствии фазовых шумов рекламе звучал примерно так: "к сожалению, у нас не было возможности провести прямое измерение фазового шума гармоники от 100 МГц, полученной при помощи NLTL, благодарим Вас за новую информацию о наших генераторах, мы все равно снимаем их с производства". (В своих статьях Picosecond измеряет СПМ шумов своего генератора, деля 100 МГц на два канала и снося две гармоники от одного источника в ноль, что подразумевает вычищение шумов гармоник друг другом).

Лично мое мнение: если получаешь -130 дБн/Гц@10 кГц на 10 ГГц, то в рамках мультипликативной парадигмы в захвате ниже не спуститься, какую опору (100МГц) ни бери. То есть купишь PASCAL, поставишь в блок, а в петле получишь то же, что и раньше.

И, кстати, еще Александру Ченакину.

По поводу "математики" по идентификации спуров при открытом фронт-энде спектроанализатора: посмотрите у Аджилента Spectrum Analysis Basics. Если мне не изменяет память, там достаточно подробно описан метод с качанием гетеродина вверх-вниз на 2ПЧ и метод, где когерентно меняются частоты сразу двух LO (они называют его shift method)

Уважаемый, Сергей!

Спасибо за ссылки. Постараюсь подробно ответь на Ваши вопросы/комментарии.

--------------
>>> Вы действительно уверены (имеете результаты измерений), что если взять опору -176 (-180) дБн/Гц, то можно получить -142 (146) дБн/Гц в петле на 5ГГц мультипликативным способом (то есть приращение шумов близкое к 20logN)?

Ответ:
Нет, не уверен и, более того, не советовал бы это делать, т.к. это далеко не самый оптимальный вариант. Позвольте напомнить, что весь сыр-бор разгорелся на тему, так уж ли необходим ЖИГ для получения хороших шумов. Вроде как договорились, что на 10 и 100 кГц и с ГУНом всё вырисовывается нормально (конечно в петле, Dr. Drew), здесь претензий к QS вроде нет? На очень высоких отстройках (десятки МГц) и ЖИГ и ГУН будут иметь сопоставимые шумы (free running), определяемые активным элементом (а не резонатором) и мощностью, закачиваемой в резонатор. Претензии, вроде бы, возникли только к отстройкам 1+ МГц. Повторюсь, что задачи “побития” ЖИГа никогда не ставилась, но если нужно улучшить шумы (я это назвал получение ЖИГ-сопоставимых шумов) в указанной области, то я не вижу непреодолимых препятствий это сделать.

Использование –176/Pascal я указал в качестве примера, а вот практическое использование считаю нецелесообразным (я это там же ранее и говорил) просто по той причине, что есть гораздо более простые способы достижения указанной величины -142 дБн/Гц на отстройке 1 МГц, а именно – использование комбинированной опоры.

--------------
>>> Повторюсь, я говорю об умножении, а не о генерации сразу в X-band (OEwaves,PSI).

Ответ:
А почему, собственно, и не использовать генерацию сразу в X-band? Oewaves и PSI пока отложим в сторону для задач более серьёзных. А чем плох тот же CRO, который я привёл в качестве примера? Как по мне, так очень даже и ничего. Или возьмём обычный DRO. Есть проблема получить -142 дБн/Гц на 5 ГГц на отстройке 1 МГц (free running)? Нет. При желании, такой шум можно вытащить даже на отстройке 100 кГц и на гораздо более высоких частотах, причём с самым что ни на есть обычным резонатором (ссылки могу прислать) без сапфира. Но это и не нужно. Теперь берём этот обычный DRO и замыкаем на OCXO (тот самый дешёвый, не Pascal). В результате имеем комбинированную опору, которая выдаёт на 5 ГГц следующие шумы (порядок величин):

10 кГц -129 дБн/Гц (OCXO)
100 кГц -129 дБн/Гц (OCXO)
1 МГц -142 дБн/Гц (DRO)

Пока проблем нет?

Хорошо, двигаемся дальше (в петлю. Что имеем? Приличную опору (вполне сопоставимую с ЖИГом, но если нужно лучше – то можно сделать и лучше). Теперь из одной частоты нужно сформировать диапазон частот, т.е. сделать синтезатор. Т.к. вопрос стоит скорее философский (можно иль не можно?), то не будем залазить в дебри широкополосных схем, а рассмотрим для примера узкополосный синтезатор, работающий на 5 ГГц. Берём простейшую “классическую” offset loop схему и подаём нашу 5 ГГц опору на LO порт миксера. Сигнал ГУНа поступает на миксер, преобразуется вниз (скажем, на частоту в несколько десятков МГц) и замыкается петлёй ФАПЧ без делителя. Т.е. всё что нам нужно сделать – это вытянуть -142 дБн/Гц фактически на частотах в несколько десятков МГц. Задача не такая уж и простая (шумы всё равно приличные), но, я думаю, Вы не станете утверждать, что задача абсолютно неподъёмная?

Ну вот собственно и всё... Я думаю, здесь можно в этой долгой дискуссии поставить точку. А вопрос “ЖИГ или не ЖИГ” и конкретную схему построения синтезатора каждый уже решает сам в зависимости от собственного вкуса, опыта и конкретной технической задачи.

--------------
>>> Просто большинство комб-генераторов имеют собственный шум хуже, чем -140 дБн/Гц. Есть еще NLTL-генераторы, но реально на отстройках до 100кГц они не отличаются от SRD...

Ответ:
Абсолютно, полностью и бесповоротно с Вами согласен. По моему разумению, при больших потерях преобразования (что имеет место и в SRD и в NLTL) при попытке закачать –180 дБн/Гц просто упираешься в тепловые шумы. Тут что-то требовать от Picosecond смысла никакого нет. Ещё хуже дело обстоит с harmonic mixers. Я имею ввиду такие микросхемы со встроенным SRD и mixing diodes. Выглядит просто и привлекательно, но шумов набирает... как блох. (Извините, это я где-то тут же на форуме фразу вычитал – на прямо зацепила!). Всё правильно. Сигнал преобразуется вниз на нужной гармонике, а вот широкополосные шумы на входе преобразуется на ВСЕХ гармониках, да ещё и с двух сторон (т.к. зеркальные каналы, естественно, не подавляются). Так что если рабочая гармоника высокая, то гармоник и шумов набирается... (ещё раз повторять будет уже неприлично. Всё верно. А посему я для себя установил правило (ни в коем случае никому не навязываю) - если работаешь с серьёзными шумами (близкими к тепловым), то:
1. Не используй умножители с коэффициентом умножения больше чем 2.
2. Не используй гармонический смеситель (только фундаментальный, и крайне желательно, с подавлением зерк. канала).

--------------
>>> Лично мое мнение: если получаешь -130 дБн/Гц@10 кГц на 10 ГГц, то в рамках мультипликативной парадигмы в захвате ниже не спуститься, какую опору (100МГц) ни бери. То есть купишь PASCAL, поставишь в блок, а в петле получишь то же, что и раньше.

Ответ:
Я не совсем понимаю Ваш термин “мультипликативная парадигма.” Если Вы имеете ввиду использование умножителя или смесителя гармоник высокого порядка, то, да, я согласен, данное техническое решение с Pascal никак не сочетается по вышеуказанным причинам.

[VCO]

Большое спасибо, Александр, за компетентное разъяснение ситуации!

А почему, собственно, и не использовать генерацию сразу в X-band?

Как я понял, единственный путь обставить ЖИГ по крутизне - использовать более добротные генераторы в комбинации с перестраиваемым "крутым" синтезатором на основе CRO и/или DDS. Но как такая комбинация могла бы закрыть весь спектр, скажем, до 20 ГГц? Даже если взять лейкосапфир на 10 ГГц и зафапчевать от SAW 1ГГц, зафапчёванного от OCXO 100МГц, а затем поделить его до 1,25 ГГц и скомбинировать с умноженным ПАВом, мы всё равно не наберём нужного количества опор, чтобы закрыть весь спектр. Ведь нужен будет достаточно широкополосный перестраиваемый синтезатор, как минимум с полосой 1 ГГц.
Значит всё-таки СВЧ опор должно быть несколько? Неслабая задача: грамотно рассчитать частотный план таких опор и их комбинашек, заФАПЧевать их, а затем отфильтровать и смешать с крутым перестраиваемым синтезатором, а затем опять отфильтровать. Реально ли это вообще???

1. Не используй умножители с коэффициентом умножения больше чем 2.

То есть вы хотите сказать, что x2x2 лучше, чем x4? Или x3 - тоже плохо? Или это с точки зрения удобства фильтрации после умножения? Понятно, что это Ваш личный подход, но интересно знать, почему Вы так считаете, ведь если посмотреть на шумовые характеристики на 100кГц умножителей Hittite, то эта мысль не совсем подтверждается.
P.S.: Сорри за , но походу пьесы мы присутствовали при рождении нового ненормативного выражения в русском лексиконе - мультипликативная парадигма!
Если мне как-нибудь нахамит какая-нибудь особь женского пола, так её и назову!!!
Правда, пока не понял, как этот термин применить к синтезу сигнала, даже Гуголь не дал ответа...