Предлагаю обсудить: возможные варианты построения схем синтеза, методы синтеза используемые в топовых генераторах, предложения по улучшению схем и другие вопросы околосинтезной темы.
Хотелось бы ограничиться рассмотрением широкополосных синтезаторов (минимум октава). На сколько я знаю наилучшей схемой синтеза с малыми ФШ - это offset схема. Думаю ей можно и ограничится (если это не так – то и любые другие схемы).


Пожалуй начну.
Первая схема
Отыскал на сайте Agilent Service Guide (ТЫНЦ) на генератор E8257D/67D серии PSG.

Нашел там структурные схемы – что меня очень порадовало.
страницы 103, 109, 118 – 121 (номер но Reader-у). Самый большой интерес представляют 109 и 121 страницы.
Я перерисовал, как мне кажется, стало наглядней.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Изучил схему опции для улучшения фазового шума(нижняя на картинке). Анализ в документе Нажмите для просмотра прикрепленного файла Из которого следует что смесители в схеме генерации грубой сетки частот работают как вверх, так и вниз.


Вторая схема
Читал статьи Сергея Бельчикова про СК4- БЕЛАН.
С фазовыми шумами вроде все понятно, но со спурами были вопросы. Во второй части статьи, та что в 6 номере 2009 года в ж. Компоненты и технологии, очень вскользь раскрыта суть проблемы. Я этот вопрос решил изучит. И вот в книге Манасевича на стр. 48 нашел оч. интересную диаграмму. После подробного изучения вычислил оптимум. Частоты должны быть выбраны так, чтобы попадали в диапазон от 0,8 до 0,95 F1/F2 и от 0,05 до 0,2 Fo/F2. Но вскоре понял что этого недостаточно. В результате создал табличкуНажмите для просмотра прикрепленного файла в Экселе (лист.2) и построил графики, на которых все очень отчетливо видно. На графике нужно найти линию основной гармоники, далее подбираем частоту таким образом, чтобы с ней небыло пересечений других графиков. Стоит отметить, что расчет сделан для первых 5 гармоник и режим преобразования вниз, но расширить количество гармоник особой проблемы не вызывает. Хотя этого вроде и не требуется (смесители оч. хорошо давят гармоники выше 5-ой).
На первом листе xls документа можно наблюдать диапазон перекрытия частоты умноженного ГУН-а, как это сделано в СК4- БЕЛАН.


Третья схема
Генератор R&S SMR40
Распологаю версией от 1 до 40 ГГц.
Вобщем не сильно интересно, но всеже.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Схему ФАПЧ так разгадать и не смог.... Микросхема заказная. На входе схемы стоит ECL логика. ГУН-ов вроде нет. В одном месте стоит смиеситель SRA-1, но он около схемы АРУ. Если что есть фото внутренностей.


Расчет вклада ФШ умножителей, смесителя и влияние корелляции. ТЫНЦ


По мере обсуждения - планирую дополнять.

Спасибо за создание темы, я вижу, что у Вас довольно высокий уровень требований к чистоте спектра.
А схемы синтезаторов с переносом частоты вниз делением Вам случаем не попадались? Или комбинированные?
Интересуют схемы с высочайшей скоростью переключения (менее 1 мкс), альтернативные прямому синтезу и генератору гармоник. Шаг - пока 250 МГц.

Ну а что надо-то? Можно было и в теме про книгу Ченакина начать обсуждение. Я так скажу, Agilent не выжал всё из своей схемы опции UNY. Можно ещё дожать, фильтранув 1 ГГц генератором на ПАВ с аналоговой ФАПЧ. Шумы выше 10 кГц стали бы ниже. Опора у них, видимо, не самая малошумящая или они её не очень малошумно умножили. Можно от 2-3 кГц 6-8 дБ ещё отыграть.
Ну да, первая схема меньше шумит, чем вторая. И палочки там ниже должны быть из-за отсутствия умножений в петле. Но и первая схема не есть истина в последней инстанции. Можно и альтернативу придумать.

Другие схемы пока не попадались, я вообще новичек в этом, но хочу познать таинства сей науки и смастерить генератор. Пока определяюсь с топологией, пытаюсь просчитать, выбрать элементную базу и т.д.



Аналоговая ФАПЧ я так понимаю это перемножитель? Хотя для меня это пока не важно.
А почему по вашему первая схема меньше шумит? Мое предположение - из-за узкополосного ГУНа.


Кстати предлагаю делиться всякими application note-ами в которых понятным языком (хоть и английским) описываются расчеты. Ну например как я привел в первом сообщении.

В первой схеме КГ умножается фактически напрямую в диапазон ЖИГ. Есть там ФАПЧ 2,5-5 ГГц, но на шумы это уже не влияет. Вот и получается, что, имея КГ 100 МГц с шумами на 10 кГц под минус 170 дБн/Гц, можно получить на 10 ГГц под минус 130 дБн/Гц.
Вторая схема вроде как тоже множит КГ, но в два захода через промежуточную низкочастотную ФАПЧ. На выходных частотах делителя практически сложно получить ФШ под минус 158 дБн/Гц на 10 кГц. Реальная цифра - минус 150. После умножения на ДНЗ и преобразования система будет иметь шумы около минус 122 дБн/Гц на 10 ГГц.
По-моему, я правильно имею ввиду статью Бельчикова с описанием первого гетердина СК4-Белан. Там на ДНЗ приходит 400-440 МГц.
Про какой узкополосный ГУН может идти речь, если вопрос о постоении малошумящего октавного СЧ сводится к получению минимальных внутрипетлевых шумов=малошумящего умножения частоты опорного КГ? Управляемый генератор выгоднее брать октавный, а здесь выбо не велик: либо плохонький, но дешёвый и шустрый ГУН на колебательном контуре, либо медленный, дорогой, но малошумящий ЖИГ-генератор.

Хотель подметить что в первой схеме 2 подсхемы.
Отсюда и путаница.
Схема 1.1 хуже схемы 1.2. Схема 2 хуже схемы 1.2?
У меня в голове не совсем укладываются шумы ГУН (ЖИГ) free running и зафапированного. Кольцо ФАПЧ улючшает шумы. Чем шире кольцо, тем меньше шумы. Так какие тогда критерии выбора ГУН по ФШ. Как оценить результирующие шумы? ADIsimPLL?
Вот например VCO793-1500TY. Что можно от него получить с опорой ну пусть 100МГц и ФШ -170дБн/Гц на 10кГц. (-140???)

Кстати добавил еще третью схему(генератор).

Но ведь всё это уже давно разложено по полочкам в книге и статьях Александра Ченакина, и в этой теме тоже: http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=84312 Вы их не читали? Там есть классические выкладки под названием: VCO or YIG?
Возможности "выжимания" минимальных шумов из ГУНа в классической ФАПЧ пока ограничены возможностями PFD, прежде всего шумом и максимальной рабочей частотой, которая в свою очередь ограничивает полосу петли ФАПЧ. Ну и низкочастотная опора тоже в конце концов всё ограничивает. Поэтому классический подход в построении генератора начал потихоньку изживать себя в HiEnd приложениях. Короче, всё в теме...

А что надо-то? Если нужны шумы для связи, то на шумы ГУН можно вообще забить. Связные требования укладываются часто в отстройки 10-100 кГц, где ГУНа нет, грубо говоря. Тогда надо брать наидешёвейший генератор на нужный диапазон. Дело в том, что все возможные приложения перекрыть одним решением не удастся - его нет. Тут бывает так, что вытягиваем шумы - теряем в скорости и/или цене, габаритах, потреблении, вытягиваем скорость - теряем в шумах, но попутно выигрываем в цене и потреблении. Истина где-то между. Всё зависит от того, куда пойдёт Ваш синтезатор. Исследуйте сначала вопрос применения, выдвиньте требования, а потом уже обсуждайте схемы, чтобы получить эффективное решение. Не надо делать наоборот, так как можно сделать решение, которое нужно было вчера или вообще никому не нужное, так как не удовлетворяет ни тех ни других. Я кстати, в своей работе один раз прокололся: можно было сделать проще и дешевле, хоть и не так малошумно, система такого тихого источника не оценила. А дело было в том, что главным конструктором не были грамотно поставлены требования исходя из применения. Пришлось самому допирать.

Самый хорший ЧФД, с которым приходилось иметь дело - это HMC439QS16G, когда-то строил на ней умножитель на 80 - при использовании опры ГК87 получалось примерно -110 фазового шума в петле. хотя, по идее, пол лежит при выходной 8 ГГц на -115. Большего выжать от 439-го (несмотря на все ухищрения - вылизывание питания по рекомендациям с Адватекса, перебор резисторов, от которых судя по описанию зависит собственный ФШ сего детектора) не удалось.

Не так давно промерял опытный образец диодного умножителя на 10 до 1 ГГц (сперва умножение на 5, потом - на 2, собран полностью на комплектации Mini circuits сами сделали только микрополосковый фильтр на 1 ГГц - большой получился, сволочь, сменим на ПАВ плюс ФНЧ) - и уперся в чуствительность PXA N9030.

Отдельные узлы , от которых требовался низний уровень спуров тоже промакетированы - гененератор на 100...200 МГц с высоким разрешением по частоте со спурами меньше минус 100 дБ удалось сделать на HMC832 c переменной опорой 98...100 МГц с шагом 0,25 МГц.

Это я к тому - что сейчас есть материальная возможность и желание руководства построить генератор 5....10 ГГц, и в полосе ФАПЧ хотелось быть иметь на расстройке от несущей 10 кГц ФШ не хуже -120 дБ/Гц на несущй 10ГГц.
Осталось дело за "малым" - как прошагать 5...10 ГГц с шагом хотя бы 500 МГц выжав минимальный ФШ? Несильно хочется ставить SRD плюс ЖИГ-фильтр.... Печка будет знатная.

Первопричина - это создание гетеродина в диапазоне от 10МГц до 18 ГГц (с возможностью расширения до 40ГГц - это вроде не проблема), с хорошими ФШ на отстройке 6.5 МГц. Но в процессе хочется сотворить генератор со 100 кГц до 18 (40) ГГц. И он может быть применен не только в этой теме. Вот и изучаю что можно сделать и какими силами.


И книгу и тему про книгу прочитал полностью. Тему 2 раза.

Тогда вопрос: Зачем ГУНы с хорошими ФШ. Ответ: чтобы при дальних отстройках (100кГц-неск. МГц) получить хорошые ФШ? Т.к. для их получения требуется широкая петля, которая в свою очередь ограничена около 10% от частоты PFD? Ход мыслей правильный?


Кстати все восприняли тему как решение моего вопроса.
Может кто что скажет по поводу xls файликов. Их украшательством не занимался, только суть.
С построением графиков на 2 листе файла про БЕЛАН есть нюанс: сначало нужно выделить диапазон данных основной гармоники (n=m=1) --> счелкнуть вставить график --> график --> с маркерами --> далее и в диапазоне указать все данные.

В том и вся соль малошумящих широкополосных синтезаторов - сделать этот несчастный крупношагающий синтезатор-подставку. Тут уж каждый, как может, изгаляется: и простым умножением 100 МГц на ДНЗ и подачей импульсного сигнала на смеситель, и умножением синтезированного относительно низкочастотного сигнала тем же ДНЗ, и прямым синтезом (преобразование и умножение) и даже делением СВЧ опоры. С ДНЗ самый распространённый вариант, так как он сразу даёт нужную кучку гармоник остаётся только фильтрануть нужную, да и работа почти везде на низких частотах ведётся.


С такими требованиями можно взять ГУН 10-20 ГГц от Хиттайт и зацепить его одной петлёй за дешёвую 100 МГц опору, а до 10 МГц тянуться делением и преобразованием.
Ход мыслей почти правильный. Есть некоторый оптимум (минимум) ФШ при данном наборе компонентов. Этот минимум достигается, когда полоса пропускания петли ФАПЧ равна отстройке, где пересекаются характеристики ФШ внутрипетлевых и внешнепетлевых источников. В простой однопетлевой ФАПЧ это точка равенства ФШ ГУН шумам ЧФД при замкнутой петле. Если расширить петлю, то полка шумов от ЧФД просто станет шире. ФШ ГУН, конечно, подавятся, но сверху навалится гораздо более сильный шум ЧФД. Если заменить ГУН на менее шумящий, то наибольший эффект от этого получится, если петлю сузить до оптимальной полосы.

После Dr.Drew вроде бы и добавить нечего, но рискну подкинуть ещё одну мысль:
1. Есть такая очень хорошая альтернатива SRD как NLTL: http://www.picosecond.com/product/category.asp?pd_id=22, которая даёт выигрыш по ФШ до 20 дБ и нелинейности до 40 дБ. Они как раз заструганы как генераторы гармоник с крупным шагом, таким как 500 МГц.
2. Замена ЖИГ-фильтру давно уже придумана - это набор(банк) фильтров, причём в вашем случае их будет всего 10 или 11. Коммутация фильтров скорее всего не должна вызвать проблем, но выбор решения тут сильно зависит от скорости перестройки.

Тоже кое-что добавлю после Dr.Drew:
1. Низкие фазовые шумы ГУНа в режиме "свободного полёта" очень сильно критичны для узкополосных ФАПЧ, которые используют для построения СВЧ-опор или узкополосных синтезаторов. При этом нужно сильно поколдовать с питанием ГУНа и ФАПЧ, иначе всё пойдёт на смарку!
2. В Вашем случае выгоднее использовать 2/3 октавный ГУН или два ГУНа на октаву, чем октавный. В этом случае выиграете по шумам до 15-20 дБ. Полосу ФАПЧ шире 10 МГц создать невероятно трудно, но даже если получится (на рассыпухе, конечно же), то горб как раз туда, на Ваши отстройки и попадёт, поэтому лучше ограничиться полосой в 1 МГц. В случае решения задачи на ЖИГе проблем нет, но скорость перестройки упадёт на порядок.

Написал программку.
Сноска 2 стр.55 не совсем понял выбор пределов F0. Выбрал 19 и 16 МГц
Фактически пределы получились еще шире, как следствие лишние комбинации.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Ещё один вариант (проба пера, прошу сильно не пинать ):
1. Цепляем за КГ(OCXO)=100 МГц ПАВ(SAW)=1ГГц и ДР(DRO)илиКР(CRO)=10ГГц.
2. Умножаем ПАВ на 2 до 2 ГГц, а ДР делим на 2 до 5 ГГц и на 4 до 2.5 ГГц. Фильтруем.
3. Основную и двойную частоты ПАВа подмешиваем снизу до 6 и 7 ГГц и сверху до 9 и 8 ГГц соответственно. Фильтруем.
4. 5 ГГц смешиваем с 2,5 ГГц, и отфильтровываем 7,5 ГГц.
5. На балансном смесителе подмешиваем основную и двойную частоты ПАВа и получаем 5.5 ГГц, 6.5 ГГц, 8.5 ГГц, 9.5 ГГц. Выфильтровываем.
Пока структура, никакой конкретики, на это едва время выкроил...

Я вот сначала мечтал о ней, но потом понял что она не оптимальна, как и диаграмма.
Она показывает спуры, которые при перестройки попадают во весь диапазон пч (вроде так).
Она НЕ учитывает что при перестройке спуры гуляют и могу убежать от пч.
А плохи только те спуры, которые пападут в полосу ФАПЧ, которая меньше полосы перестройки ПЧ. Т.е. после сравнения опоры и сигнала со смесителя на PFD, спур перенесется за полосу пропускания ФНЧ петли.

нуачо, гунн 5-10 , за ним амплиф, для раскачки HMC520/526 , после HMC520 делитель пополам, далее HMC705 (Кд=5....10), далее HMC439 на частоте сравнения 500M. Управляемый делитель обеспечит шаг 1ГГц , а квадратуры/постоянка взятые от REF500 для HMC520 добавят мелкости шага в 0.5ГГц.
НЕ ?

Получается вроде так:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Вот только для частот 6,990...7,00; 5,99...6,00 и т.д. подстройка будет 00...10 МГц. Соотв ФШ будут оч. плохие ( как у 00...10 МГц).
И на вход HMC520 нужно подавать от 0 до 1 ГГц. Да и по этому входу она от 6 ГГц, а выход до 3,5 ГГц.
Или я что-то напутал.... как мне кажется....

отчего ? имхо, у 0..10 МГц могут быть вполне неплохие шумы, не хуже чем у гигагерцов.
необязательно, т.к практически невыполнимо, уж легче подавать +-(0..500)МГц , путем коммутации квадратур или фазы одной из них, да и то тоже пока весьма и весьма проблематично.

хоть и не очень ровно , но от 5 ГГц по графикам работать вроде будет. квадратуры -> на IF ( в данном варианте это не выходные пины).

И ещё одно упражнение в арифметике младших классов на свежую голову:
1. Заменить ПАВ(SAW)=1ГГц в предыдущем варианте можно делителем частоты на 5 и на 10 (ДПКД), или на пять, а затем на 2. Недостаток этого в том, что несмотря на то, что мы уходими от необходимости использования 1-Гигагерцовой опоры и умножения, ФШ ограничиваются шумами цифрового делителя, которые как минимум на порядок выше аналогового делителя на 2. Будет ли этот вариант лучше или хуже предыдущего - надо считать, зато он будет несколько проще и технологичнее, особенно если заменить часть делителей одним ДПКД.
2. Достичь экстремально низких ФШ в предыдущем варианте можно заменой ПАВ(SAW) ещё одной опорой ДР(DRO)илиКР(CRO)=4 ГГц. В этом случае мы получаем 1 и 2 ГГц двумя аналоговыми делителями на 2 и гарантированно уходим от ПАВ и умножителя или цифрового делителя, а при том, что такую опору построить с ФШ=-120 относительно просто, не так уж сильно удорожаем изделие. Логично также было бы истользовать для этих целей опору на 2 ГГц, но я пока не могу определиться, на чём её правильнее всего было бы построить. ПАВы там уже не работают, а керамика и др. диэлектрики и коаксиалы ещё не работают. Или я не прав, может всё-таки КР(CRO)?

КР даст на такой частоте минус 128 на 10 кГц в лучшем случае. Можно и ДР применить из простого БТ. В своей теме я выкладывал фотку генератора с шумами на частоту около 2,4 ГГц. Но надо быть готовым к тому, что агрегат будет большим.

Опять потихоньку поползли в сторону СВЧ опор и прочей мистики, в то время как корабли бороздят...ой простите, в то время как ещё не выжат максимум из кварцевых опор...

Ну как же, первый вариант, который я предложил, переносит кварц с помощью NLTL-линии на текущий день с минимумом потерь. У меня до сих пор большие сомнения, что ФАПЧ в этом случае себя покажет лучше по общему профилю шумов, а не на конкретной точке. А чтобы обсуждать что-либо конкретное - слишком мало исходных данных: ни времени перестройки, ни шага, ни максимального уровня спур, ни ФШ на конкретных отстройках, ни себестоимости, ни трудоёмкости, вообще, почти ничего...
...Я уже к этому привык, мне так задания почти всегда выдают, затем приходится пункт за пунктом всё выяснять, уточнять, согласовывать, и всё равно в самый последний момент может всё резко поменяться. С другой стороны отсутствие конкретики в этой теме аналогично со спектроанализатором может пойти на пользу. Глядишь - что-нибудь интересное кто-нибудь предложит!

Переносить-то переносит, а вот кроме Agilent никто готового продукта не выставляет. Я уже не говорю про дешёвое во многих смыслах техническое решение.

Синтезаторы Agilent весьма навороченные- похоже при проектировании пытались впихнуть максимум функций. А если принять во внимание, что там часто предусмотрена аналоговая ФМ ЖИГа, то становится ясно, что проектирование такого синтезатора- очень сложная задача. А вообще-то надо бы по всему тракту спектры поснимать, чтобы понять что и как там шумит и что и как оптимизировано. Кстати, генераторов гармоник в семплерах там что то невидно (ни SRD, ни NLTL). Похоже применяются смесители с накачкой на субгармонике.

Кстати, ни укого здесь нет таких возможностей, как у Agilent, поэтому пытаться скопировать их синтезаторы, или тот же QS, нам не под силу. Это вдвойне лишено смысла только потому, что всё это скорее всего уже давно запатентовано и производится, а те, кто имеют с этого доход не будут с нами долго церемониться. Уж лучше устроить треннинг для мозгов и проверить, как все те знания, что накопились в памяти можно применить для решения той или иной задачи. Пока на структурном уровне, или даже архитектурном. На практике же пусть разрабатывают это те, кому это реально нужно.
Например, вспоминаем тему Ченакина, где он иронизировал по поводу того факта, что даже серьёзные учёные ему доказывали, что для ядра многооктавного генератора нужен как минимум октавный синтезатор, а он на пальцах всем объяснил, что 2/3 октавы вполне достаточно. Это я к тому, что если урезать октаву до 2/3 октавы, то можно не только снизить шумы ГУНа за пределами полосы, но и упростить архитектуру базового синтезатора, на каком бы принципе он не строился. Для генератора гармоник снизится количество фильтров в наборе(банке) и уменьшится количество каналов коммутации, кроме того, это позволит выбрать более линейный участок в его спектре. В делении СВЧ-опоры тоже всё упростится, хотя бы по объёму усиления, деления мощности, коммутации и фильтрации. Просто изначально задачу поставили так, как поставили, поэтому и выглядит всё довольно пугающим. Короче, кому надо - решит, нужна ему целая октава или нет.

Ой, не факт. Чего принципиально нового в опции UNY? Вся комплектация в общем-то доступна, ну, кроме PRESTO ENGINE - дробного делителя ФАПЧ с возможностью высокоскоростной угловой модуляции выходного сигнала. Дубовая схема формирования октавной подставки. Её можно было сделать и пять, и десять лет назад. Вот только надо ли это было? Довольно дорогая и прожорливая система. Гораздо проще было бы поставить ДНЗ с полуватттным усилителем для раскачки опорного сигнала. А то, что шумы будут выше, так это мало, кто оценит, если вообще оценит. Даже сейчас многим нужны минус 130 на 10 ГГц? Нет. Хватает QS или чего-то ещё пошумнее. А опцию они выпустили для конкурентной борьбы с R&S и иже с ними, которые не спят.

А этого и не надо. На копировании далеко не уедешь - проверено. Есть уже два-три устоявшихся решения, тут уже ничего не поделаешь, но пространство для игры ещё есть. Лично я могу предложить свою схему октавного синтезатора с шумами не хуже QS или UNY опять же с генерированием гармоник. Сейчас она мучительно воплощается в железе в силу специфики моего местонахождения. Решение избитое, но есть изюминка. Сейчас уже новые горизонты на этом поприще не откроешь - надо решать проблемы: потребление, габарит, цена...

Полностью и безоговорочно соглашаюсь с предыдущим оратором.
Минимально возможные шумы нужны в измериловке в первую очередь, но остальным то , в большинстве случаев, имхо, может к ним и не стоит стремиться в ущерб другим параметрам.
Конечно , дело хозяйское, лучше - это не хуже. А пример у меня есть, такой: сейчас на 10ГГц шумы -100 в простом однопетлевом, а реально хватило бы и -90 и еще запас был бы.

Master MW, как я понял, ищет базисное решение для -120 на 10 ГГц, значит нужно. Если учесть, что при наполнении 500МГц-овой сетки мелким шагом ожидаются потери, то базис на -130 как раз не повредит. Мечтать не вредно, вредно не мечтать!
Вот как раз ещё одно "тупое" решение задачи, но теперь уже для 2/3 октавы:
1. Берём кварцевый генератор на 125 МГц, работающий на 5-й гармонике от 25 МГц и фильтруем через кварцевый фильтр от субгармоник.
2. Умножаем на 2 и отфильтровываем ФВЧ 250 МГц, а затем с помощью двух умножителей на 2 и одного на 3 получаем сетку частот 500, 750 и 1000 МГц, которые также фильтруем.
3. На керамике собираем СВЧ-опору на 5 ГГц с ФШ=-130 дБн/Гц.
4. Подмешиваем N*250МГц через балансный смеситель к 5 ГГцам и выфильтровываем нужную частоту, получая таким образом сетку частот 4-6 ГГц с шагом 250 МГц. Так как для 5 ГГц фильтр не нужен, нужно всего 8 полосовых фильтров и 8-канальный коммутатор или узкополосный ЖИГ-фильтр на 8 положений.
5. Ну а далее по книге: заполняем, умножаем на 2 и на 3, последнее делим на 2, получая генератор 4-18 ГГц.
Неужели неайс? Если айс, то шнобелевку перечислите мне на Вэбмани, а то я сейчас слишком занят уборкой картошки, чтобы за ней тащиться!

Ну что-же, жду с нетерпением нового продукта от Вашего предприятия. Признаюсь честно, что в области низких фазовых шумов я пока чайник, а в тему ввязался только из интереса...

Это рабочая схема. Точнее начало рабочей схемы. Ее можно исполнить и на VCO, и на ЖИГ. Причем, на первый взгляд мне она представляется не хуже схемы QS, поскольку, в отличие от QS, здесь можно взять банк ГУНов (а не один ГУН) и оптимизировать выходной профиль шума. Если, конечно, качественно выполнить синтезатор малого шага. Правда, она, скорее всего, выйдет погабаритнее. Ну и одна из засад - это расфильтровка опорных палок, которая потребует реализации фильтров с полосой порядка 5%.

Андрей, а как Вы тогда прокомментируете картинку из моего аттача, где показан UNY на 10ГГц и наш гетеродин (зелененький) на 10ГГц (на всякий случай: UNY взят из даташита Агилента, а наш результат измерен).

А в статье-то хуже характеристика. Синтезатор переделали что-ли? Или удалось найти делитель частоты на два, не портящий шум?
Кстати, может, в гости пригласите 30 числа? Я буду свободен.

Из личного опыта, который, по моим ощущениям, коррелирует и с Вашим, могу сказать, что в большинстве схем есть определенные запасы для оптимизации. Если есть время и терпение, несколько дБ практически всегда можно "дожать".
Пишите в личку - пересечемся.

Тут да, сколько приборов, столько и решений..... Дело в том, что все-таки у наимеее шумящих приборов. все-таки происходит умножение с посл. фильтрацией. Рассматривая структуру Agilent с опцией минимума ФШ - видимо. там все-таки блок опорных частот формируется на умножителях. С другой стороны, в "САПСИНТЕ", вероятно, для получения этой же сетки делиться вниз опора из лейкосапфира. Хотя, может я ошибаюсь.

В своем случае, пока склоняюсь к банку коммутируемыхСВЧ ППФ в кол-ве 11-ти штук. Опыт разработки фильтров и на ДР, и на полосках есть.



Требования по перестройки как раз небольшие... Около 10 мс. За ссылку спасибо Наверное, имеет смысл попытать оба варианта. Умножитель на 5 со 100 МГц lj уже есть, закажу с SMD азъемами и NLTL, и SRD. Посмотрим, что получиться.





Позволю себе покритиковать. В таком решении уже насчитывается 5 фимльтров. Верно? По-моему, проще добавить ещё 6 и скоммутировать, накачав все это дело с предложенного Вами NLTL лесом нужных гармоник. Разумеется, из-за наличия ФАПЧ и ГУН на ПАВ (CRO, DRO) - выигрыш будет - ФШ будет ниже на дальних расстройках. Но нужно ли это, если если ФАПЧевать тот же ЖИГ, петля ФАПЧ будет около 100 кГц, и дальние расстройки подфильтруются и так...И по габаритам предложенный Вами способ будет явно крупнее, нежели просто умножитель и банк фильтров.



Тау, спасибо за идею!
Просто и изящно..... И, главное, не сильно дорого. Самое главное -половина подходящей комплектации есть в наличии Можно будет попробовать. Главное - вписаться в бюджет.




Сколько вариантов, Спасибо, VCO! Осталось собраться с мыслями нарисовать реальные структурные схемы всего этого дела и прикинуть габариты.


Вопрос к знатокам: В целом решаемая задача - получить -130 на 10 ГГц умножением на полупроводниках и 100 МГц?, допустим, сперва множим на 5, потом накачиваем тот же NLTL... Теоретически, кварц должен иметь не хуже -170 - цифра не заоблачная для современных ГК (при идеальном умножении 20log(N)).

Уважаемый Master MW, огорчу Вас, но NLTL Вы быстро не купите, поскольку Picosecond пока не нашло фаундри для их производства. Вроде это будет Аэрофлекс, но пока ясности нет. Эта фигня длится уже года три. Если Вы посмотрите тему про книжку Ченакина, там есть мои выкладки по сравнению фазовых шумов NLTL/SRD. Не претендую на истину в последней инстанции, но у нас со 100 МГц NLTL никакого (подчеркиваю) улучшения фазового шума не наблюдалось на отстройках до 100кГц (здесь, наоборот, был лучше 100 МГц SRD), NLTL же выигрывал после 100кГц. При одинаковом согласовании. Picosecond мне никакого вразумительного ответа не дал, когда я задавал им вопросы по методике их измерений NLTL, где они якобы выигрывают у SRD до 20дБ.

Кстати, не поделитесь в личку, кто Вы и в какой структуре работаете. Может быть, найдутся точки пересечения?


Уважаемый Tay, я походу туплю, а зачем в предложенной Вами схеме HMC520/526?

По Аэрофлексу вроде нет проблем в приобретении, только цена "кусачая" - мне называли цифру порядка 5 кило$. Где-то в литературе читал, для NLTL очень важна мощность входного сигнала: превышение некоторого уровня на 1 дБ может повлечь рост фликкер шумов на 5 дБ.

Из-за того что нет удобного делителя с Кд=10...20 для диапазона 5-10 ГГц для задачки Master_MW, пришло в голову использовать HMC705 с предделителем на 2. Но шаг выходит 1 ГГц если брать критическую опору 500 Мгц на вход ЧФД. (ниже 500 не получится по заданным шумам выхода минус 120 на 10 ГГц)

А добавив IRM типа HMC520 , частототу ГУН можно "переносить" скажем вверх на 0.5 Ггц перед предделителем на 2 , при этом за счет действия петли ФАПЧ , частота ГУН-а снизится на те-же 0.5 Ггц (при неизменном Кд у основного целочисленного делителя на HMC705). Когда перенос не требуется (в случае целых единиц гигагерц с выхода Гун ) HMC520 по одному из входов IF питается постоянным уровнем тока.

Если Вы стремитесь к минимальным фазовым шумам, то стоит забыть про умножение до 10 ГГц, тем более что с NLTL такие проблемы. Мы тоже пару-тройку лет назад упёрлись в проблему её приобретения, я её предложил с той целью, что может быть у Вас с ней что-то толковое получится, но той информации, о которой поведал Сергей, у меня не было. Давайте пока перечеркнём эту идею...
Вот ещё одна мысль: Так уж повелось у радиоинженеров, что они из поколения в поколения пренебрегают законами цифрового исчисления и Булевой алгеброй, хотя в синтезе именно они правят бал. Докажу это на словах!
Мы уже привыкли к тому, что СВЧ - это 3-30 ГГц, верхняя граничная частота приборов - 20, 30 или 40 ГГц. Красивые цифры, круглые и не более того... В моём понимании - дурацкие и совершенно неудобные для деления, которое все как-то списали со счёта. Вы извините, но выбранная Вами октава может быть и обоснована, но также неудобна.
Теперь сама идея:
1. Переносим октаву с 5-10 ГГц на 4-8ГГц, для которой делаем крутую опору 8ГГц.
2. Делим делителями на 2 до 4, 2, 1 и 0.5 ГГц, которые выделяем элементарными ФНЧ.
3. Подмешиваем к 8 ГГц 2 ГГц и выфильтровываем 6ГГц.
4. На балансном смесителе получаем 5, 5.5, 6.5, 7 ГГц на которые потребуют ещё 4 полосовых фильтра.
5. Недостающие 4.5 и 7.5 ГГц получаем на другом смесителе из 0.5 и 4 или 8 ГГц, выделяя ещё двумя ПФ.
Вся балалайка лишь выглядит страшной, но требует не более 7 ПФ и даст минимальные шумы. Круче уже и не знаю что можно придумать...

Интересное решение. Кстати , удобный делитель есть
http://www.centellax.com/products/microwave/smt/UXN14M32K



Уважаемый rloc, а кто именно Вам говорил, что с поставкой проблем, кроме ценовых, нет, и когда? Вот письмо мне от Пикосеконда от 15.08.2012. Сразу оговорюсь, что мне-то NLTL потребовался для других целей - автокалибровки ЖИГ-фильтра в СА на частотах в районе 40 ГГц. В чем NLTL действительно имеет преимущество по сравнению с SRD, это в уровне гармоник.

“Aeroflex will be our new supplier for the comb generator die. Will build these into final product like we did in the past. Aeroflex will have their own version of the final product (essentially the same type of die placed in their own housing). Military customers (world-wide) will be purchasing directly from Aeroflex and we will provide parts for the commercial market.

We are hoping for an update on the die in the near future. We do not have working parts in our hands yet, and can’t quote or estimate lead times until this happens.

Your customers will purchase either from us or from Aeroflex – depending on whether they are classified as ‘military’. I’ll let you know when I get an update on the die status.”

Я к сожалению общаюсь с фирмами только через дистрибьютеров и у меня нет полной информации. Не буду бросать тень на своих поставщиков, написали что срок изготовления 8 недель + месяц на поставку. При такой не скромной цене, мне надобности в NLTL нет, поэтому счет не запрашивал и как в реальности обстоят дела с производством мне неизвестны. Думаю, что можно получить шумы не хуже, на копеечных элементах. Область интересов у меня правда узковата - до X-диапазона. Не знаю почему Picosecond ограничились только автосмещением своих линий, на мой взгляд с внешним можно было получить большую динамику.

Мне говорили, что эта штука иногда на eBay появляется по вразумительной цене, но нас, например, хорошо высекут за применение комплектующих с этой барахолки, поэтому никогда её не отслеживал. Мне самому кажется, что обход закона 20logN - это фикция, но чтобы это доказать нужно обязательно с NLTL поработать на практике. Как-то пока не получается...

VCO, Спасибо за очередную толковую идею. Вариантов было предложено много. Буду пробовать. Начну, наверное, сварианта ФАПЧ на базе 439-го детектора, предложенным Тау с той поправкой, что возьму предложенный Сергеем Бельчиковым делитель. Так будет проще всего. Возможно, получиться дотянутся и без экзотики типа SRD или NLTL.




Написал. Если заитересуют подробности по каким-либо моментам - спрашивайте. Указанную Вами тему, я прочитал от корки до корки, и помнил о той ситуации, с которой Вы столкнулись при работе с NLTL. Еще раз спасибо Вам за эту информацию. Я просто не у помянул её в диалоге с VCO, видимо. напрасно.

а почему бы не попробовать (заказав параллельно другую плату ) и вариант с опорой 1 ГГц для 439 детектора с подмесом 500M на 520-й и делителем UXN14M32K ? 3 дБ могут для Вас оказаться нелишними.

Заодно получаете макет, где можно при частоте сравнения 500М , подмесом 250М в квадратурах получить шаг 250М .

Преимущество ФАПЧ очевидно - не нужно делать полосовые фильтры, он уже внутри. Только вот со спурами похуже. На порядок!

Спасибо, видимо пропустил или забыл. Вообще, при наших скромных требованиях по шумам ушли от этих трудоёмких балалаек в сторону обычной дробной/целой ФАПЧ. Есть у широкополосных ФАПЧ ещё один серьёзный недостаток - ненадёжность, срыв захвата частоты. Вот с этим сейчас бьюсь частенько, причём причины могут быть самыми разными. Сделать надёжную ФАПЧ для диапазона -60+120 оказалось напорядок сложнее, чем в НКУ.

Чтобы не плодить новую тему решил спросить здесь.

А кто-то может подсказать по след. вопросу.

Есть система с одним ОГ с N ответвлениями равной мощности.
В каждом канале производится умножение частоты в N раз и усиление (или сначала усиление потом умножение) до первоначального уровня ОГ.
После чего мощность когерентно складывается.
На выходе мощность почти в N раз больше.

А что происходит с фазовым шумом на выходе ?

а) уменьшается,
б) остается прежним,
в) увеличивается.

Мне почему-то думается, что должен увеличиться на 20*LOG10( SQRT(N) ) дБ.

Или это не правильный ответ?

Фазовый шум до и после сложения будет одинаковым, если умножение не внесло лишнего. Если умножение "навалило" сверху дополнительных шумов, то ФШ должен стать ниже и, наверное, на 3 дБ при сложении дух каналов (-10lgN), но уж точно не ниже 20lgN. В пределе, когда число каналов стремится к бесконечности опять же при плохом умножении, ФШ будет стремиться 20lgN.

Коряво написал, но, думаю, все поймут. Что-то мозг уже отключается после сегодняшней беготни. Пойду спать, завтра с некоторыми увидимся.

Ясно.

А если сигнал генератора проходит линию задержки с отводами с задержкой в каждом отводе скажем порядка 1-10 мс и потом когерентно складывается,
то правильно ли я понимаю, что за счет корреляции шумы должны уменьшиться на отстройках больше 100-1000Гц.
Или тут зависимость другого порядка?

Если синфазно сложить два сигнала от одного генератора и в одном канале поставить линию задержки, то шум уменьшится на соответсвующих отстройках на 3 дб за счет некоррелированного сложения. Все достаточно просто, остается самая малость - подсчитать затраты на получение такой задержки.

Спасибо.

Это не задержка в прямом смысле, а петля ФАПЧ (как правило), которая в лучшем случае без задержек повторяет шумы исходного сигнала, а в худшем - добавляет много своих шумов. Линия задержки на 10 мс - это либо несколько сотен тысяч км коаксиального кабеля, либо такой же по длине отрезок оптики (потери существенно меньше), либо линия построенная на задержке звуковых волн в какой-либо твердой среде (например в кварце). Что касается последнего варианта, на работе есть задержка на 30 мкс в диапазоне 30-40 МГц, сделанная из плоского кварцевого многогранника диаметром ~10 см, задержка в котором получается за счет многократного отражения от граней. Потери в такой линии - около 30 дБ.

А что-нибудь вроде этого?
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

"Digital delay line" - это цепочка цифровых элементов. Один такой элемент можно представить в виде интегрирующей RC-цепи + компаратор. Очевидно, что таких элементов понадобится очень много, и каждый резистор с компаратором будет добавлять свои шумы, что в конечном итоге сведет к нулю все то к чему стремились. Без потерь будет только задержка на LC элементах (фильтр ФНЧ), но это тоже не выход, если посчитать какое количество элементов потребуется.

Легко получается и в соседней теме я это показал. Там даже можно отжать ещё дБ на 8.


Я бы спустился делением в диапазон 2,5-5 или 2-4 или вообще 1,25-2,5, а там уже резвился бы с преобразованием на гармониках. И экзотика не нужна, и шумы минус 120 на 10 ГГц должны получиться.