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

[Cach]

Опубликована моя статья в MWJ, online. См. по ссылке:
http://www.microwavejournal.com/articles/3...uency-synthesis
Цель её – ещё раз напомнить о теперь уже «немолодой» идее расщепления фаз в частотном синтезе на базе ФАПЧ. К написанию её подвигло то, что и зарубежье начинает, наконец, «просыпаться». Посыпались патенты, в которых эту идею представляют как новую, как будто бы она не была впервые запатентована намного раньше, и в них никакого даже упоминания о первоисточнике (см. ссылки в статье).

Можно оставлять отзывы на статью (для этого там есть место в Comments), за что буду весьма благодарен.

Отличная идея. Но все же интересует практическая реализация, бумага все стерпит. Макетирование, результаты измерений, преимущества и недостатки, рекомендации к применению.

[Vitaly_K]

Отличная идея. Но все же интересует практическая реализация, бумага все стерпит. Макетирование, результаты измерений, преимущества и недостатки, рекомендации к применению.

Будет и реализация. Только жаль, что не у нас.
Кстати, возник ещё один патент (прорвало) с той же идеей как новой. Правда, они пока не умеют расщеплять фазы при их неограниченном количестве. Но со временем или сами додумаются или «срисуют» с моих патентов, где это подробно описано. «Новый» патент – US 10,057,049, Aug.21, 2018.

[rloc]

По малошумящим источникам питания. Попробовал в деле дискретный стабилизатор на транзисторах, схему приводил ранее, с легкой модификацией в части начального запуска.



Из 5 в 3.3 В, на столе, без экрана, от импульсного источника. Чувствительности E5052 не хватает, шумы лохматые, увеличение корреляций 1-10-100-1000-10000 дает падение уровня, дальше - долго ждать. Но и при текущем измерении шумы опускаются ниже 1 нВ/Гц выше 1 кГц (покажите мне хоть один интегральный стабилизатор). Происхождение помех в районе 20 кГц пока не ясно, свет, приборы, компьютеры были выключены. Деталей - на 3 руб. из Чип-Дипа, платка - 10x18 мм2, в изделии будет раза в 2 меньше. На следующей неделе поставлю в безэховую камеру на день накоплений от внутреннего источника.

[Cach]

По малошумящим источникам питания. Попробовал в деле дискретный стабилизатор на транзисторах, схему приводил ранее, с легкой модификацией в части начального запуска.

Чем не устраивают ADM7150 или ADM7151? За исключением того, что импорт. Сколько не пробовал на дискретных-стабилизатор по занимаемой площади уступал ADM715 с "обвязкой".

Сообщение отредактировал Cach - Sep 8 2018, 05:27

[rloc]

В Чип-Дипе есть и импортные комплектующие, с нашими - как по минному полю. Предыстория такая: лет 5 назад с малошумными LDO совсем туго было, сейчас - то предела по напряжению не хватает (30 В, например), то выходного тока, то низких шумов на малых отстройках (0.01-0.1 Гц), то отрицательное напряжение нужно (приведите мне один с полкой лучше 5 нВ/Гц).

Чем не устраивают ADM7150 или ADM7151?

Смотрим даташит, на отстройке 0.1 Гц нужен фильтрующий конденсатор больше 10 мФ, где же тут габариты? Чуток получше LT3045/LT3042. К слову, в Линея одни из самых грамотных специалистов, и в ФД самый низкий добавочный фликкер-шум.

Попытался проанализировать "корень" проблемы малошумящих источников. Классический путь построения: шумный ИОН - фильтр - буфер. Почему ИОН шумный? Со стабилитронами понятно, хотя на 7 В есть более-менее приличные. С кремниевым бендгапом задумался, скорее шумность связана с малой площадью интегральных транзисторов и низких рабочих токов в расчете на широкий круг потребителей. Попробовал сделать свой на транзисторах с током 0.6 А (рабочий - 10 мА), ничего сложного нет, вся конструкция сжимается в 10x10 мм2 с обвязкой. Путь построения: малошумный ИОН - буфер. Мощные транзисторы в ИОНе - это эквивалент нескольких, параллельно соединенных транзисторов, фликкерный наклон параллельно смещается вниз, по всем частотам, полка (коэффициент шума) тоже падает, с конденсатором - только за полосой среза.

[Dr.Drew]

Эту схему? Термостабильность выходного напряжения?

[rloc]

Эта. Термостабильность для 3.3 В должна быть такой:



Пока не знаю, есть ли смысл проверять, на макетке стоят не согласованные отдельные транзисторы, хоть и из одной ленты подряд и резисторы из ряда E12. Первая пара обязательно должна быть в одном корпусе. Можно сделать с наклоном в "+" и "-", что иногда бывает полезным.

В схему добавил стабилитрон между входом и выходом, чтобы при старте дал "пинок" и потом отключился (возможно кто-то предложит более оригинальное решение), и конденсатор параллельно R2 для дополнительной фильтрации, подстраховки. Особенность схемы - диапазон регулировки от 2.5 В и выше, для сохранения термостабильности желательно слегка корректировать R1-R3.

[Dr.Drew]

А дальше есть продолжение? Интересно обсудить, как лучше измерять разрешение меньше миллигерц на 10 ГГц.

Первая оценка оказалась правдивой - около 5 мГц на 7,5 (верх) и 15 (низ) ГГц. Взял два одинаковых синтезатора, поставил на одну частоту, привязал к хорошей внешней опоре и отшагнул одним в сторонку. Фаза выходного сигнала очень чувствительна к температуре. Пока мерил 7,5 ГГц два раза закрыл окно на минуту (за минуту до нулевой отметки и на 400 секунде). Видно, как кривая поехала вправо спустя минуту. По ощущениям, лучше 0,1 Гц для условного general purpose с термостатированными сотками внутри делать не стоит. 0,01 Гц еле удается увидеть при стабильной температуре.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[rloc]

Подведу черту под дискретным стабилизатором:



Полка шумов - 0.7 нВ/Гц (LT3045 - 2 нВ/Гц), интегральное значение в полосе 10 Гц - 100 кГц - 0.27 мкВ (LT3045 - 0.8 мкВ). На отстройках ниже 1 Гц (Е5052 не позволяет) наклон резче пойдет, чувствуется влияние температуры, возможно в ADM7150/51 аналогичная ситуация и емкость не спасет. Как-то так, просто и со вкусом )

Попутный вопрос. На LT3045 пишут PSRR > 80 дБ, иначе - 4 декады по напряжению. Смотрю на картинку:



Не сходится, вроде должен до собственных шумов давить?

[Bodaybo]

...

Сообщение отредактировал Bodaybo - Sep 16 2018, 13:10

[Tano]

Dr.Drew.
А какие " Взял два одинаковых синтезатора, поставил на одну частоту, привязал к хорошей внешней опоре" синтезаторы и опору Вы
использовали?

[Dr.Drew]

Dr.Drew.
А какие " Взял два одинаковых синтезатора, поставил на одну частоту, привязал к хорошей внешней опоре" синтезаторы и опору Вы
использовали?

Вот эти https://electronix.ru/forum/index.php?s=&am...t&p=1572178
Опора - от анализатора PXA.

[Tano]

To rloc.
Действительно схема http://electronix.ru/redirect.php?https://...t&p=1519906
очень даже не плохая. Хотя в TL431 реализовано очень даже похожее... При моделировании в LTспайсе получил Кстаб ~= 38000. Очень даже не плохо.
Предложения по усовершенствованию:
1. По запуску. В цепь резистора R7 добавить источник тока (типа LM334, соединив со входом), заблокированный большим электролитом. Хотя возможно шумы LM334 испортят
картинку...
2. Для увеличения нагрузочной способности вместо Q5 pnp транзистора поставить CMOS p-канальный.
3. Может на выход стабилизатора поставить ионистор на 5,5 вольт на 1Ф + большой элекролит?

[Tano]

To Dr.Drew.
Спасибо за пояснения.
Боролись однажды с влиянием температуры в лаборатории на измерения стабильности частоты.
Для уменьшения этого влияния в лаборатории был установлен обычный кондиционер (с релейным управлением).
При измерении долговременной стабильности частоты была замечена прямая связь между стабильностью и работой
кондиционера. Встал вопрос: на что больше влияет температура? На измеряемый прибор или частотомер?
Большинством голосов "кивнули" на прибор. На этом и закончили...

[rloc]

1. По запуску. В цепь резистора R7 добавить источник тока (типа LM334), заблокированный большим электролитом.

Добавление любого элемента с питанием от Uвх приведет к зависимости PSRR от этого элемента. Сейчас по приборам вижу реальное подавление более 60 дБ, импульсные источники давятся до уровня собственного шума. Не могу понять, почему интегральные стабилизаторы давят меньше заявленного, несовершенство методики измерения?

2. Для увеличения нагрузочной способности вместо Q5 pnp транзистора поставить CMOS p-канальный.

Можно, у биполярных проходная емкость меньше.

3. Может на выход стабилизатора поставить ионистор на 5,5 вольт + большой элекролит?

Это то, от чего пытаюсь уйти.

Хотя в TL431 реализовано очень даже похожее...

Почему шумят?