ADSimPLL, не совсем стандартный синтезатор Опции

[Шаманъ]

Привет всем!

Подскажите как правильно задать параметры для ADSimPLL. Вот краткое описание синтезатора:
ГУН работает в диапазоне 1.55-1.7ГГц, стоит делитель на 4 (получаем 390-425МГц), потом смеситель нкоторый подается опора 360МГц, на выходе получаем 30-65МГц это идетна ADF4002 (только не спрашивайте зачем - долго очень рассказывать ).

Теперь вопрос допустим мне надо задать параметры для ADSimPLL для работы на частоте 1.7ГГц и 1.55МГц - правильно ли я делаю, задавая такие параметры ГУНа - Kv такой как есть, а частоту уменьшаю на величину сдвига смесителем (т.е. для 1.7ГГц я задаю 1700-360*4=260МГц, а для 1.55 - 1550-360*4=110МГц соответственно), ну и указываю внешний прескалер на 4? Будет ли правильный результат?

Заранее спасибо!

[тау]

я бы задал VCO 30-65МГц custom без делителя . Нелинейность Кv просчитал бы на бумажке и затем в процессе менял бы ток насоса ( для имитации кривизны Kv ) при фиксированных параметрах фильтра петли для "посмотреть на запас фазы и меняющуюся BW с кривой шумов" . Шум VCO привел бы от реального 1.55-1.7ГГц вниз к уровням как на 390-425МГц после деления, но уже для 30-65 "виртуального". Дробные спуры все равно не увидите. Целочисленные будут примерно адекватны (имхо)

Ваше предложение тоже имеет право на жизнь, но с шумами будет некоторая нестыковка. У Вас они на PFD придут деленные заказанным прескалером на 4 , а в реале прескалер отсутствует с частот 390-425.

Сообщение отредактировал тау - Feb 16 2010, 09:49

[Шаманъ]

Спасибо за ответ!

Посчитал и так, и так - примерно одно и то же выходит...

Шумы похоже учитываются более менее нормально, по крайней мере оба варианта (один с коррекцией, а другой без) показывают, что по шумам должен вписаться в требования (о том же и грубый расчет вручную говорит) Осталось проверить все на практике

Еще маленький вопрос - ГУН будет 900...2100МГц, но рабочие у меня 1550-1700МГц, причем если опущусь ниже 1500МГц могут быть проблемы с захватом... Как бы ограничить диапазон перестройки?.. Может поставить пару диодов - через один идет сигнал PLL, а через другой смещение, определяющее нижнюю частоту ГУНа... Вроде как такая цепь проблем не должна создавать, или есть более красивое решение?

[Dr.Drew]

В принципе правильно. Крутизна ГУН остаётся той же, а частота меняется в пределах 120-260 МГц. Только когда шумы будете считать, шумы опоры должны быть суммой шумов опорного генератора, гетеродина 360 МГц и порогового шума прескалера. Делитель можно использовать и в составе 4002 синтезатора - разницы не будет.

[Шаманъ]

Спасибо за ответ!

Только когда шумы будете считать, шумы опоры должны быть суммой шумов опорного генератора, гетеродина 360 МГц и порогового шума прескалера.

Там можно задать шумы внешнего прескалера отдельно (у меня туда пошли шумы гетеродина на 360МГц, прескалера и усилителя, который после смесителя, а опора отдельно прописана). Вроде бы получается очень похоже на правду, впрочем при такой архитектуре по шумам запас неплохой выходит (тут главный вопрос что будет со спурами от AD9951)...

[VCO]

Вроде бы получается очень похоже на правду, впрочем при такой архитектуре по шумам запас неплохой выходит (тут главный вопрос что будет со спурами от AD9951)...

Ну вот, опять я чувствую себя дураком, читая ваши посты. А AD9951 где до сих пор фигурировал??? Опять шаманите!!! И вроде бы частоты те же самые, как в последней теме, а параллели не вижу? Если я не в теме или снова торможу - прошу пояснить!

[Dr.Drew]

То же самое, только вид сбоку. Кстати у меня есть одно сомнение по поводу расчёта фазовых шумов в SimPLL. Когда используют активный петлевой фильтр с ОУ, появляется дополнительный фазовый шум ГУН. На частотах выше частоты нуля фильтра выходной шум ОУ равномерен, а фазовый шум спадает на 40 дБ/дек, по расчёту в SimPLL (RC-цепь на выходе фильтра убираем). А вот когда они приводят плоскую АЧХ канала ЧМ за пределами полосы пропускания петли, это ставит в тупик. Вроде точка приложения модулирующего сигнала и шума ОУ одна и та же, а результаты получаются разные. Дополнительный шум должен спадать на 20 дБ/дек так же, как и уровень боковой при ЧМ. Фишка в их модели в том, что множитель 1/p они ставят в ГУН а не в ФД, но почему-то не учитывают его при расчёте АЧХ канала ЧМ. И ещё, при моделировании не учитывается фазовый сдвиг в петле за счёт дискретизации в ЧФД. При больших полосах пропускания петли в реальности наблюдаются интересные эффекты с её перекосом. Даже гуру Ден Банержи в своей книге PLL perfomance, simulation and design в одной строчке обмолвился, что петли с полосой больше десятой части частоты сравнения неустойчивы. А вот когда считают переходные процессы, новая частота не захватывается, а болтается с большим размахом около нужной точки. Тут эффект и вылазит. В-общем, ADI SimPLL на широких петлях - это зло. Считайте в маткаде или в чём-то подобном.

[Шаманъ]

То же самое, только вид сбоку. Кстати у меня есть одно сомнение по поводу расчёта фазовых шумов в SimPLL. ...... И ещё, при моделировании не учитывается фазовый сдвиг в петле за счёт дискретизации в ЧФД. При больших полосах пропускания петли в реальности наблюдаются интересные эффекты с её перекосом. Даже гуру Ден Банержи в своей книге PLL perfomance, simulation and design в одной строчке обмолвился, что петли с полосой больше десятой части частоты сравнения неустойчивы.

Полоса планируется 50..300кГц, при частоте сравнения порядка 30МГц минимум. Касательно фазовых шумов, больше всего интересует что будет в полосе петли, а за полосой и так более-менее понятно... В любом случае запас у меня в новом варианте имеется неплохой...

Ну вот, опять я чувствую себя дураком, читая ваши посты. А AD9951 где до сих пор фигурировал??? Опять шаманите!!! И вроде бы частоты те же самые, как в последней теме, а параллели не вижу? Если я не в теме или снова торможу - прошу пояснить!

Поясняю: вырисовался новый вариант, который по расчетам должен выдать необходимые параметры с приличным запасом - решил попробывать этот, новый вариант. Тем более он должен меньше кушать по питанию и полностью на стандартных комплектующих, соответственно, более предсказуемый

Основа - это достаточно хорошая опора на 360МГц (это будет отдельный проект - его еще предстоит реализовать) и DDS синтезатор на AD9951, потом с помощью петли ФАПЧ это переносится на СВЧ и отфильтровываются дальние спуры DDS, чтобы уменьшить Кд (до 4) используется смеситель и "подставка" (из той же опоры в 360МГц). Нужный шум и спуры на выходе достигаются по прежнему делением (минимум на 48 = 33.6дБ). Вроде бы все по классике синтезаторостроения

[тау]

... Когда используют активный петлевой фильтр с ОУ, появляется дополнительный фазовый шум ГУН. На частотах выше частоты нуля фильтра выходной шум ОУ равномерен, а фазовый шум спадает на 40 дБ/дек, по расчёту в SimPLL (RC-цепь на выходе фильтра убираем). А вот когда они приводят плоскую АЧХ канала ЧМ за пределами полосы пропускания петли, это ставит в тупик. Вроде точка приложения модулирующего сигнала и шума ОУ одна и та же, а результаты получаются разные. Дополнительный шум должен спадать на 20 дБ/дек так же, как и уровень боковой при ЧМ. Фишка в их модели в том, что множитель 1/p они ставят в ГУН а не в ФД, но почему-то не учитывают его при расчёте АЧХ канала ЧМ.

ФШ ОУ спадает 20 дБ\дек если на выходе ОУ нету доп фильтра. А плоская АЧХ канала ЧМ (FM response) представляет девиацию от модулирующей частоты, которая, в свою очередь = произведению индекса модуляции на модулирующую частоту. На спектре мы видим индекс, который убывает с частотой при постоянной девиации. То что девиация плоская, как-то очевидно, а множитель 1/s в передаточной функции не для частоты а для фазы , в том числе для фазового шума. Всё сугубо имхо.

.... если опущусь ниже 1500МГц могут быть проблемы с захватом... Как бы ограничить диапазон перестройки?.. .

раз пошла такая пьянка - ставьте после предделителя 390-425МГц еще один корпус какого нить фапча , используя его как частотный компаратор , а с его выхода, через усилитель и диод дёргайте кверху вход VCO , чтоб он ниже 380*4 не смел опускаться. Привязка к частоте как-то термостабильнее выглядит. Второй диод от основного фапча не надо - там резистор есть . Ногами попрошу не бить

[Dr.Drew]

Не согласен. Множитель 1/p обозначает интегрирование и должен стоять в ФД, кстати в классических книгах там он и стоит. ФД следит за разностью фаз - интегралом разности частот. А в ГУН, что интегрируется? В том то и дело, что ничего. Если уж что и происходит, так это дифференцирование фазы, но это уже другой вид характеристик. А в SimPLL считается-то правильно вроде, а моделька нарисована неверная.

[VCO]

Основа - это достаточно хорошая опора на 360МГц (это будет отдельный проект - его еще предстоит реализовать) и DDS синтезатор на AD9951, потом с помощью петли ФАПЧ это переносится на СВЧ и отфильтровываются дальние спуры DDS, чтобы уменьшить Кд (до 4) используется смеситель и "подставка" (из той же опоры в 360МГц). Нужный шум и спуры на выходе достигаются по прежнему делением (минимум на 48 = 33.6дБ). Вроде бы все по классике синтезаторостроения

И всё-таки я пока скептически отношусь к фильтрации спуров с помощью петли ФАПЧ, особенно после смесителя, кроме того случая, если фильтр петли выполнен на DSP или специальной микросхеме цифровой фильтрации, разумеется с аналоговым фильтром на выходе. Просто аналоговый фильтр ИМХО имеет низкую крутизну, нужно сужать полосу, ухудшая шумы. В данной ситуации не проще ли отфильтовать DDS непосредственно? Такой вариант Вы давно игнорируете, но мне кажется, что совершенно напрасно. Как не переносите DDS вверх, назад он вряд ли лучшим вернётся, а дальние спуры можно попробовать и так отфильтровать.
Здесь наоборот ИМХО DDS опускать надо! А вот вычитанием или делением, это считать надо, но некогда, пора на работу идти...

[YuriyMatveev]

Только когда шумы будете считать, шумы опоры должны быть суммой шумов опорного генератора, гетеродина 360 МГц и порогового шума прескалера.

Т.е. хотите сказать, что в общем виде шум в петле будет ограничиваться шумами подставки 360МГц + 20log(Nпрескалера)???
(в предположении, что шум подставки 360МГц значительно больше шумов опоры и прескалера).

Или все таки шум подставки 360МГц пройдет на выход петли без изменений???

[Dr.Drew]

Да, так и будет. Выражение передаточной функции от смесителя до выхода ГУН напишите и посмотрите асимптоту при бесколнечно малой отстройке. Если бы преобразование происходило до деления, то шумы подставки проходили бы без изменений.

[Шаманъ]

раз пошла такая пьянка - ставьте после предделителя 390-425МГц еще один корпус какого нить фапча , используя его как частотный компаратор , а с его выхода, через усилитель и диод дёргайте кверху вход VCO , чтоб он ниже 380*4 не смел опускаться. Привязка к частоте как-то термостабильнее выглядит.

Термостабильнее это понятно, но сложнее и можно нахватать всякой грязи от дополнительной петли... Если посчтитать точно, то у меня есть больше 100МГц запаса (нерабочая часть диапазона ГУНа в которой все еще будет происходить захват) - не думаю, что ГУН может "уплыть" на 100МГц (6.4%) от температуры...

Второй диод от основного фапча не надо - там резистор есть . Ногами попрошу не бить

Да, наверное так будет правильнее, только на диод надо будет не просто с делителя, а от источника напряжения подавать напряжение (OPA227 вроде имеет ограничение тока, так что все должно быть ок)...

И всё-таки я пока скептически отношусь к фильтрации спуров с помощью петли ФАПЧ.... Просто аналоговый фильтр ИМХО имеет низкую крутизну, нужно сужать полосу, ухудшая шумы. В данной ситуации не проще ли отфильтовать DDS непосредственно?

Я тоже отношусь скептически, но здесь не тот вариант - в полосе петли ФАПЧ спуры на выходе давятся на 21...36дБ (за счет деления). Т.е. если принять их уровень для AD9951 -85дБн, то на выходе будет -106...-121дБн (т.е. я уже практически полностью удовлетворяю свои требования). Петлевой фильтр позволит ослабить "дальние" спуры которые могут быть с бОльшим уровнем (его крутизны вполне достаточно для этого).

Непосредственно отфильтровать при планируемом построении синтезатора не выйдет (это не классический DDS driven PLL, где можно поставить узкополосный КФ после DDS)...

YuriyMatveev
Шумы подставки, смесителя и усилителя (который после смесителя) дадут на частоте ГУНа шумы бОльшие на 20lg(4) (в полосе петли). Кстати, совсем не факт, что подставка на 360МГц (которая скорее всего будет получаться умножением 180МГцх2 или 120МГцх3 или 60МГцх6) будет здесь доминировать...

[тау]

Не согласен. Множитель 1/p обозначает интегрирование и должен стоять в ФД, кстати в классических книгах там он и стоит. ФД следит за разностью фаз - интегралом разности частот. А в ГУН, что интегрируется? В том то и дело, что ничего. Если уж что и происходит, так это дифференцирование фазы, но это уже другой вид характеристик. А в SimPLL считается-то правильно вроде, а моделька нарисована неверная.

с точки зрения ошибки фазы , ФД штука линейная и ничего не интегрирует (сама по себе) . Гун интегрирует сигнал , фаза которого на выходе будет пропорциональна Кгун , напряжению ошибки на его входе и времени , во временной области. Манассевич пишет.

Эскизы прикрепленных изображений