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.

[Losik]

"почему дифференциальный выход используется редко." дифф выходы у CP?

[rloc]

вместо CP, поэтому и прошу разделить PFD на две части и рассматривать по-отдельности, или обязательно дописывать тип выхода, если нужно акцентировать внимание на нем.

[Losik]

Т.е выход pfd/fd сразу на фильтр? так вроде делали раньше, сейчас более распространена схема с три-стейт PFD + CP;
минусы схемы "выходы pfd на вход фильтра" в шумах с питания, используя дифф выход и фильтр на усилителе вы конечно уменьшите его влияние, но это потребует больше компонентов в фильтре, так как нужно фильтровать сигнал по двум выходам. В интегральном исполнении фильтр занимает 2/3 всей площади PLL(с Ring VCO), если использовать дифф выходы то мы значительно увеличиваем площадь блока. Также увеличивается потребление, усилитель будет потреблять больше чем pfd/fd+cp. Кроме этого, схема PFD без CP(вариант HMC439) работает постоянно, как я понимаю, т.е. сигнал подтягивается к питанию и периодически схема PFD компенсирует этот уход, это увеличивает потребление в отличие от схемы с CP, где CP лишь иногда подкачивает заряд. Также в схеме с CP шум по питанию воздействует на управляющий сигнал только в момент подкачки заряда, в схеме с HMC439 это происходит всегда.

Да, схема pfd и резисторами на питание будет более линейная чем с PFD+CP. У резисторов более линейная характеристика от напряжения :-)
В схеме PFD+CP существует нелинейность в характеристике выходного тока так как ток I_UP и I_DN отличаются, но можно улучшить линейность всей системы если работать на одной ветке тока, например на I_DN(так как существует ток утечки на землю) для этого делают ток I_DN немного больше тока I_UP. Отличие в закачиваемом заряде отрегулируется длительностью импульса подкачки тока I_UP.

[rloc]

минусы схемы "выходы pfd на вход фильтра" в шумах с питания

В логике CML используются источники тока - это дополнительно помогает режектировать шумы питания. Но речь сейчас не об этом.

Кроме этого, схема PFD без CP(вариант HMC439) работает постоянно, как я понимаю, т.е. сигнал подтягивается к питанию и периодически схема PFD компенсирует этот уход, это увеличивает потребление в отличие от схемы с CP, где CP лишь иногда подкачивает заряд.

Vitaly_K спрашивал про дельта-сигма модулятор, а он в любом случае не даст "отдохнуть" выходной части.

В схеме PFD+CP существует нелинейность в характеристике выходного тока так как ток I_UP и I_DN отличаются, но можно улучшить линейность всей системы если работать на одной ветке тока, например на I_DN(так как существует ток утечки на землю) для этого делают ток I_DN немного больше тока I_UP. Отличие в закачиваемом заряде отрегулируется длительностью импульса подкачки тока I_UP.

Да, известная методика, только подбирать надо ток для каждой микросхемы, Dr.Drew писал об этом, иногда приходится отказываться. Кстати, никто не мешает в случае дифференциального выхода вместо резисторов использовать источники тока, компенсирующие выходной, - своеобразный аналог "третьего состояния". Но это все тонкости схемотехники, а сейчас встал вопрос, почему дельта-сигма модулятор с ЧФД с дифф. выходом никто не использовал?

[Losik]

В логике CML используются источники тока - это дополнительно помогает режектировать шумы питания. Но речь сейчас не об этом.

в CML источники тока от земли, со стороны питания резисторы и шум источника питания, низкочастотный шум который не фильтруется, попадает на вход VCO, это поднимает полку шума около опоры. В системе с CP это не так критично так как время подкачки минимизировано в режиме захвата.

Vitaly_K спрашивал про дельта-сигма модулятор, а он в любом случае не даст "отдохнуть" выходной части.

ДСМ заставляет CP прыгать вокруг рабочей точки меняя коэфф деления на частоте опоры. В этом одна из проблем системы PFD+CP+DSM, так как I_UP и I_DN отличаются при прыжках вносится нелинейность, для того чтобы убрать нелинейность как раз и смещают рабочую точку CP, делают один из токов больше.

почему дельта-сигма модулятор с ЧФД с дифф. выходом никто не использовал?

Для интегрального исполнения я высказал свои идеи, дифф выходы увеличивают размеры фильтра и общее потребление схемы.

[rloc]

ДСМ заставляет CP прыгать вокруг рабочей точки меняя коэфф деления на частоте опоры. В этом одна из проблем системы PFD+CP+DSM, так как I_UP и I_DN отличаются при прыжках вносится нелинейность, для того чтобы убрать нелинейность как раз и смещают рабочую точку CP, делают один из токов больше.

Разность токов - это не единственная неприятность. Есть еще гистерезис, когда гуляет момент включения источников тока, есть зависимость от разных факторов: температуры, напряжения, технологии и т.д. Таков сам принцип работы в ключевом режиме. Наверное читали статью Analog Devices, где выходная хар-ка имеет два излома:
Optimizing Phase Noise and Spur Performance of the ADF4157 and ADF4158 PLLs Using Constant Negative Bleed

Для интегрального исполнения я высказал свои идеи, дифф выходы увеличивают размеры фильтра и общее потребление схемы.

Если что, можно вынести фильтр на "улицу". Вы, если я не ошибаюсь, занимаетесь разработкой микросхем? Как Вы смотрите, чтобы немного посотрудничать в RF части?

P.S. Сейчас в пользовании есть AD9361, могу измерить какие-либо параметры.

[Losik]

Разность токов - это не единственная неприятность. Есть еще гистерезис, когда гуляет момент включения источников тока, есть зависимость от разных факторов: температуры, напряжения, технологии и т.д. Таков сам принцип работы в ключевом режиме. Наверное читали статью Analog Devices, где выходная хар-ка имеет два излома:
Optimizing Phase Noise and Spur Performance of the ADF4157 and ADF4158 PLLs Using Constant Negative Bleed

У АД не читал, но встречал в других источниках. В PLL обычно рассчитываешь ток смещения так чтобы при любом отклонении в коэффициенте деления или уходу по процессу CP работал только на одной ветке своей характеристики, и еще лучше использовать не постоянный ток смещения, а периодически добавлять заряд смещения. Постоянно подключенный источник тока шумит в цепи управления.

Если что, можно вынести фильтр на "улицу".

очень часто ограничены в количестве выводов в микросхеме.

Вы, если я не ошибаюсь, занимаетесь разработкой микросхем? Как Вы смотрите, чтобы немного посотрудничать в RF части?

Занимаюсь проектированием низкочастотных аналого-цифровых схем. Из RF только PLL до 1.5GHz делал, больше занимаюсь блоками до 1GHz: LDO, PLL, SerDes, BandGap, OpAmp, POR.

[Vitaly_K]

... Также в схеме с CP шум по питанию воздействует на управляющий сигнал только в момент подкачки заряда, в схеме с HMC439 это происходит всегда.

Часто об этом говорят и пишут, но хотелось бы иметь конкретные цифры. И необязательно сравнивать СР именно со схемой аналогичного назначения. Пусть это будет любая схема, хоть аналоговая, хоть цифровая, но подключенная напрямую, без всяких хитростей, к источнику питания. Даже если это будет простейший усилительный каскад, или RS-триггер, можно и ЦАП. Естественно, усилитель при этом должен что-то усиливать, триггер переключаться, а ЦАП – так это, к примеру, DDS в действии. Насколько шум будет выше, чем у СР?

[khach]

Так в ADF4193 и ADF4196 как раз симметричный выход PD

Эскизы прикрепленных изображений

 

[rloc]

Забыл про эти микросхемы, помню даже была эвал-плата с ADF4193, попрошу завтра, чтобы поискали. На IBS не обращал внимания, скорость важнее была. В даташите странно IBS измеряют: полоса петли 40 кГц, а спур ожидается на 800 кГц, так и получают -103 дБн. Не похоже, чтобы основная проблема была в неравенстве токов.

[Vitaly_K]

Отклонились от темы. Начали с моего вопроса о замене СР на обычный ФД, да слишком углубились в нюансы самого СР. Сформулирую вопрос более конкретно, в виде примера. Имеется микросхема дробного делителя частоты HMC983. Его выход подключаем к микросхеме ЧФД типа НМС439, в которой нет СР. но есть выходы, чтобы использовать внешний хоть СР, а хоть и операционный усилитель (дальше ту или иную конструкцию будем называть как ЧФД). Строим синтезатор. Выходы НМС439 подаём на переключатель режимов ФАПЧ. В зависимости от режима эти выходы переключаются либо на ЧФД, либо на обычный ФД, которым может быть, например, RS-триггер или XOR. Выходы ЧФД и ФД можно объединить или же также переключать синхронно с переключением входов (чтобы не мешали друг другу). Далее – фильтр и ГУН. Алгоритм работы синтезатора следующий. При переключении на новую частоту включатся режим ЧФД, обеспечивающий предварительную настройку частоты, после чего включается режим ФД. Цель – снизить помехи дробности за счёт более высокой линейности обычного ФД по сравнению с ЧФД.

Сообщение отредактировал Vitaly_K - Apr 15 2015, 08:10

[rloc]

Начали с моего вопроса о замене СР на обычный ФД, да слишком углубились в нюансы самого СР.

khach, ранее, примерно такой вариант и предлагал. Идея не новая, среди патентов можно найти много интересного. Вопрос еще в том, как при переключении избежать резкого скачка фазы, например для аналогового детектора нужен сдвиг по фазе 90 гр (как в вышеприведенном патенте). HMC439 сам по себе хорош, по своей структуре он ЧФД при большой разнице между частотами и как ФД при захвате, чего изобретать? Думаю многие синтезаторщики схватятся за голову если его снимут с производства, на его основе построено много схем и заменить нечем.

[Vitaly_K]

khach, ранее, примерно такой вариант и предлагал. Идея не новая, среди патентов можно найти много интересного.

Ну тем более хорошо, что идея не новая и хорошо известная (не собираюсь её патентовать). Значит, возможно, кто-то уже пробовал её на практике? Хотелось бы знать результаты.

Вопрос еще в том, как при переключении избежать резкого скачка фазы, например для аналогового детектора нужен сдвиг по фазе 90 гр (как в вышеприведенном патенте).

Так ли это страшно? ФАПЧ загладит, да и это войдёт во время переключения, когда может быть всё что угодно, и оно исключается. В режиме модуляции / манипуляции работает только ФД.

HMC439 сам по себе хорош, по своей структуре он ЧФД при большой разнице между частотами и как ФД при захвате, чего изобретать?

Опять-таки хотелось бы знать на сколько он хорош. Есть ли какие-то практические результаты? Сомневаюсь, что там всё в полном порядке с линейностью, и каждого устроит уровень помех дробности.

Думаю многие синтезаторщики схватятся за голову если его снимут с производства, на его основе построено много схем и заменить нечем.

Вот это самое интересное. Можете ли привести примеры разработок на базе НМС439?

[VCO]

Вот это самое интересное. Можете ли привести примеры разработок на базе НМС439?

 06_01_13_16.pdf ( 501.64 килобайт ) Кол-во скачиваний: 366

[khach]

Думаю многие синтезаторщики схватятся за голову если его снимут с производства

Вопрос немного не в тему- а у кого-нибудь есть описание топологии этого кристалла или микрофотографии? Или более широкий вопрос- как разработать идеальную топологию для такого фазового детектора (не обязательно кремний)