Проблема с ПСС в синтезаторе сантиметрового диапазона, Проблема со spur в синтезаторе сантиметрового диапазона Опции

[Master_MW]

Доброго времени суток, уважаемые коллеги. Проблема состоит в следующем. Стояла задача разработать синтезатор частот диапазона 7800-8200 МГц с шагом сетки 1 МГц. Была выбрана схема устройства, отображенная в файле 1.jpg. Фазовый шум у системы в целом оказался довольно неплох (Screen_1.png). Проблема в появлении спуров при изменении частоты DDS, причем их величина особенно велика при частоте DDS 95-105 МГц.(Screen_2.png,Screen_3.png,Screen_4.png), притом спуры DDS на соответствующих расстройках ниже несущей на 95 - 100 дБ, усиливаться они должны в данной схеме на 18 дБ (20*log(8)). Вместе с тем при некоторых значениях частоты DDS величина спуров вполне приемлема (Screen_7.png,Screen_9.png). Может, кто подскажет, в чем дело и какие изменения на до внести в структурную схему, дабы сей эффект исчез ? При недостатке данных остальные необходимые измерения и данные я выложу.Возможно, я не понимаю чего-то элементарного....

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Master_MW]

Измерил кусок смеситель - ППФ - делитель и вот что получилось. ! Ггц взял фиксированным с того генератора, которым синхронизирую DDS-ки с тактом 1 Ггц. Характеристики источника - в приложенных файлах. Спектральная чистота E8257 достаточно высокая. Не знаю , в чем дело. По идее, спуры на выходе такой схемы должны давиться на коэффициент деления раз, а тут - черт знает что .... При подаче ровно 1 ГГц и 100 МГц все прекрасно -в спектре на выходе хорошая ровная спектральная составляющая частотой 100 МГц. Изменить частоту на доли килогерца - начинаются проблемы. Может с похожими узлами кто-нибудь имел схожие проблемы, при подавлении спуров DDS, например ?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[rloc]

Измерил кусок смеситель - ППФ - делитель и вот что получилось.
...
Изменить частоту на доли килогерца - начинаются проблемы. Может с похожими узлами кто-нибудь имел схожие проблемы, при подавлении спуров DDS, например ?

Как Вы сами видите, это не спуры, в последней схеме DDS нет. Но задачка не такая простая, как может показаться на первый взгляд. Рассмотрим случай с частотой DDS (E8257) = 100.1 МГц.

Комбинационные составляющие на выходе смесителя будут иметь следующий вид:

Fmix(n,m) = n*F1 +- m*F2

где n,m = 0,1,2 ...
F1 = 1000 MГц
F2 = 100.1 МГц

1000 - 100.1 = 899.9 МГц - центральная частота перед делителем

Fmix(0,+1) = 100.1 МГц
899.9/9 +- 100.1 = 99.99 + 0.11 МГц

Fmix(1,+1) = 1000 + 100.1 = 1100.1 МГц
1100.1 - 899.9 = 200.2 МГц
899.9/9 +- 200.2 = 99.99 + 0.22 МГц

Fmix(1,-3) = 1000 - 3*100.1 = 699.7 МГц
899.9 - 699.7 = 200.2 МГц
899.9/9 +- 200.2 = 99.99 + 0.22 МГц

Fmix(2,-9) = 2*1000 - 9*100.1 = 1099.1 МГц
1099.1 - 899.9 = 199.2 МГц
899.9/9 +- 199.2 = 99.99 - 0.77 МГц

Fmix(0,+7) = 7* 100.1 = 700.7 МГц
899.9 - 700.7 = 199.2 МГц
899.9/9 +- 199.2 = 99.99 - 0.77 МГц

Fmix(0,+9) = 9*100.1 = 900.9 МГц
900.9 - 899.9 = 1 МГц
899.9/9 +- 1 = 99.99 +- 1 МГц

За счет ограничения амплитуды и дополнительных комбинаций побочные составляющие станут симметричны относительно частоты 99.99 МГц и примут следующий вид: +-0.11, +-0.22, +-0.33 ... +-k*0.11 МГц. Или в общем виде

Fspur = +- k*|Fdds - (Fvco-Fdds)/Ndiv|

Но возникает вопрос: почему частоты +-0.44 и +-0.55 МГц значительно больше остальных?
Единственный вариант, который мне приходит в голову - внутри микросхемы HMC394 деление разбито на два /(2*N) (в данном случае /(2*4.5) ) или используется предделитель 2/3. Хорошо бы посмотреть анализатором частоту (1000 - 100.1)/2 = 449.95 МГц.

Классический вариант проблемы "разных опор".

Пути решения в самом простом случае - замена смесителя на умножитель (например ADL5391) или квадратурный балансный модулятор + ППФ с хорошим внеполосным подавлением (SAW, BAW, CR), в лучшем случае - принципиально другое построение, например

[тау]

Но возникает вопрос: почему частоты +-0.44 и +-0.55 МГц значительно больше остальных?

а где они там +-0.44 и +-0.55 ??
там же спуры в единицах и долях килогерца при расстройке на 50 или 100 кГц , а не комбинашки.

[mw_duk]

Никоим образом не хотел бросить тень на DDS, тем более альтернативы ему на сегодняшний день особо и не видно.
Видимо я неудачно расставил акценты, предлагая его исключить.
То, что его надо использовать с умом - полностью согласен. На приобретение этого ума ушло изрядное количество времени. В нашем коллективе синтез не является генеральной линией, а неким ответвлением.
Когда особо и обсудить проблематику было не с кем, когда понабив массу шишек о грабли самим-же разбросанным,
когда доходило чуть-ли не до нервного срыва......................
Сейчас сквозь года смотрю на это с улыбкой.
Матка бозка, да как же раньше этого не видел.
И предлагая менее затратный (дедовский) способ для достижения тех-же результатов хотел лишь уберечь нервные клетки разработчика.
Хотя сам гибридный синтез, тех кто его освоит получит хороший задел в будущем.