Ширина спектра синтезатора с ФАПЧ, слишком широкий спектр выходного сигнала синтезаторы Опции

[uwboy]

Господа!
Есть один синтезатор. Собран на ADF4150HV и ROS-3200-419+. Пытаюсь генерировать 1700 МГц, опора 20 МГц, кварц, за фазовый шум которого не ручаюсь. Для оценки петлевого фильтра использовал ADIsimPLL. Частота среза петлевого фильтра 250 кГц.
Схема

Симулятор рисует роскошные картинки

Реальный спектр страшен (анализатор SA44B, полосовой фильтр 25 кГц)


Что скажете, джентльмены? ЧЯДНТ?

[тау]

Симулятор рисует роскошные картинки

точно такая же роскошная картинка и у вашего спектра.
Полоса RBW у вас 25 кГц , отнимите 10Log(25000) ( это примерно 44 дб) от вашего шума на отстройке 10 кГц и будет уже -100 дбн/хц)
плюс минус опора кривая.

[VCO]

Работаете на грани фола (около нуля). + Схемы фильтра и ФАПЧ явно неправильно выбраны и рассчитаны.

[uwboy]

Работаете на грани фола (около нуля). + Схемы фильтра и ФАПЧ явно неправильно выбраны и рассчитаны.

А нельзя ли пояснить подробнее? Не могу понять вашу критику. Очень буду благодарен за объяснения и практические рекомендации.

Работаете на грани фола (около нуля). + Схемы фильтра и ФАПЧ явно неправильно выбраны и рассчитаны.

На мой взгляд, это вообще не работает, хотя с делителя частота приблизительно соответствует опоре, и ADF4150HV устанавливает флаг захвата.

точно такая же роскошная картинка и у вашего спектра.

А как же быть с тем, что я не припомню такого широкого спектра у генераторов Г4-111, у моих генераторов на ДР-ах и у SMB100A?

плюс минус опора кривая.

Сейчас нет возможности обеспечить нормальную. Скоро будет, но сейчас нет.

[тау]

А как же быть с тем, что я не припомню такого широкого спектра у генераторов Г4-111, у моих генераторов на ДР-ах и у SMB100A?
Сейчас нет возможности обеспечить нормальную. Скоро будет, но сейчас нет.

когда будет нормальная опора , отпишитесь.

ваш Гун начинается с 1750 по даташиту. Нехорошо заставлять его работать ниже.

Сообщение отредактировал тау - Oct 29 2013, 12:41

[uwboy]

ваш Гун начинается с 1750 по даташиту. Нехорошо заставлять его работать ниже.

Перестроил на 2000 МГц. Картина та же, но на 300 МГц выше.

когда будет нормальная опора , отпишитесь.

Попробую. Может быть, и правда дело в опоре.

[VCO]

А нельзя ли пояснить подробнее?

Можно, появилось наконец-то немного времени:
1. Если Вы хотите использовать ГУН во всём диапазоне, необходимо выбирать интегратор на ОУ, активный фильтр, а не пассивный.
2. Если Вам достаточно диапазона ГУНа, ограниченного напряжением 15 В, то необходимо увеличить порядок пассивногофильтра.
3. В расчётах получились слишком малые значения емкостей, необходимо скорректировать их с помощью коррекции CP Current, Loop Bandwidth и Phase Margin.
4. При расчёте в ADIsimPLL петли внимательно просмотреть все остальные параметры, и скорректировать по необходимости.
О загрузке микросхемы пока не говорю, я с ней не работал, но она тоже также очень важна.

ЗЫ: Только что увидел, что у Вас ADF4150HV, но это ничего не меняет, у ГУНа Vtune до 20 В.

[uwboy]

Большое вам спасибо, Господа!

1. Если Вы хотите использовать ГУН во всём диапазоне, необходимо выбирать интегратор на ОУ, активный фильтр, а не пассивный.

Вот это точно неизвестно. В итоге будет нужен ЛЧМ-сигнал. Есть два конкурирующих (в конце останется только один) частотных плана: в одном девиация частоты малая (порядка 3 МГц), а скорость нарастания (пилообразный закон — линейное нарастание и спад с одним и тем же коэффициентом) частоты высокая (полупериод пилы 10 мкс), второй план включает широкий диапазон, сравнимый с октавой и медленную скорость нарастания (10, 20 или 40 мс на период).

2. Если Вам достаточно диапазона ГУНа, ограниченного напряжением 15 В, то необходимо увеличить порядок пассивногофильтра.

Боюсь, что быстродействия при перестройке будет недостаточно.

3. В расчётах получились слишком малые значения емкостей, необходимо скорректировать их с помощью коррекции CP Current, Loop Bandwidth и Phase Margin.

Попробую, спасибо. Пробовал другой вариант петлевого фильтра, где C1=68 нФ, C2=0,33 мкФ, R1=120 Ом. Могу привести спектр, но ситуация с его шириной не изменялась существенно. Ток накачки у меня везде выставлен самым высоким.

4. При расчёте в ADIsimPLL петли внимательно просмотреть все остальные параметры, и скорректировать по необходимости.

Посмотрю.

Есть очень серьёзное подозрение, что всё портит именно опорный генератор. В данной мне схеме которую рисовал другой инженер (он недоступен теперь), используется выход CKOUT микроконтроллера ATtiny2313.

[VCO]

Есть очень серьёзное подозрение, что всё портит именно опорный генератор. В данной мне схеме которую рисовал другой инженер (он недоступен теперь), используется выход CKOUT микроконтроллера ATtiny2313.

Тогда всё понятно! В соседней ветке Oleg55 тоже на эти грабли похоже наступил, но опора у него не такая поганая, там - другое...

[uwboy]

Тогда всё понятно! В соседней ветке Oleg55 тоже на эти грабли похоже наступил, но опора у него не такая поганая, там - другое...

Я так понимаю, что в генераторе на микросхеме микроконтроллера нет вопроса с шумами, ибо микросхема логическая а выход CKOUT содержит серьёзное количество амплитудного шума. А дальше всё работает по простой схеме: Амплитудный шум -> дрожание -> фазовый шум -> умножение фазового шума -> широкий амплитудный спектр. Я ФАПЧ-синтезаторами не занимался до этого, только поинтересовался немного (прочёл одну НИР, полистал пару книжек), этого было достаточно, чтобы понять базу, но чтобы вникнуть в теорию нужно очень серьёзно напрячь мозг. Моя работа этого сейчас не потерпит. Может быть, в будущем.

[VCO]

Да оно и джиттера (фазового шума) там изрядно будет, а после умножения ФАПЧем он увеличивается на 20logN, где N=Fout/Fref.
Вот и считайте.

[ledum]

Откуда там амплитудный шум и причем он? Вообще-то амплитудный и фазовый шумы - вещи, по идее, ортогональные. Сам генератор на небуферезированом КМОПе в виде Колпитца - вещь нормальная, достаточно малошумящая, как оказалось. Но вот внутри МК, получается, набирает шумов от всей этой периферии как сучка блох. У нас все МК в системе усыпляются намертво после выполнения своих функций, как правило инициализации синтезов или после прерываний при перестройке - ибо помехи гоняют мама не горюй.

Сообщение отредактировал ledum - Oct 30 2013, 12:27

[Corner]

Ни одна опора не даст такого широкого спектра. Вы работаете в самом низу ГУНа. В этом режиме емкость и крутизна варикапа максимальные и малейший шум самой петли все портит.
Еще есть вариант у вас паразитная генерация. Попробуйте потрясти схему. Если частота сбивается, то надо увеличивать конденсатор или резистор в последовательной RC цепочке.
И еще - зачем этот синтезатор применяете? Есть со встроенным ГУН-ом и делителем частоты ADF4351 например.
Кстати, выложите конструктив. Есть вариант, что земли криво соединены.

Сообщение отредактировал Corner - Oct 30 2013, 16:45

[uwboy]

Собрал петлевой фильтр на 10 кГц. Для чистоты эксперимента. Использую опорный генератор F4100 от Fox Electronics.
Привожу модель в adisimpll.
Схема:


Частотные характеристики:

Временные характеристики:


Синтезатор работает устойчиво. Приведу спектр (развёртка 1 МГц, полоса 6,5 кГц, видео 200 Гц):

И оценку фазового шума (отстройка 10 кГц):


Кстати, обратил внимание, что в питающих напряжениях (+3,3 В, +15 В, +5 В) присутствует странная пульсация (порядка 20 мВ и 100..150 МГц). Что посоветуете, джентльмены?

[uwboy]

Вот самая быстрая петля из всех, что мне удалось запустить.
Петлевой фильтр на 50 кГц. Схема:

Модель. Частотные характеристики:

Временные характеристики:


Спектр (развёртка 1 МГц, полоса 6,5 кГц, видео 200 Гц):

Спектр (развёртка 1 МГц, полоса 1,6 кГц, видео 200 Гц):

Спектр (развёртка 500 МГц, полоса 250 кГц, видео 250 кГц):

Фазовый шум:


Что за паразитная АМ (50 кГц) в ближней зоне? Петля возбуждается?