Здравствуйте, увадаемые форумчане!

У меня возникли проблемы с ADF4351. Уровень выходного сигнала составляет -30 dBm, в то время как должен - +5 dBm. Плата программируется корректно (согласно описанию из даташита). Нужную частоту генерирует, однако в спектре выходного сигнала присутствует большое количество гармоник (оно возрастает при уменьшении частоты синтезируемого сигнала). Работает на нагрузку 50 Ом. Можете ли вы подсказать, из-за чего такие проблемы могут возникать?

С уважением,
Михаил, студент.

а как мощность измеряли?

С помощью спектроанализатора Gwinstek GSP-7730 (просто подключили выход платы к входу прибора - выход, кабель и вход - 50 Ом). Проблема, собственно, ещё и в том, что мощность побочных гармоник практически не отличается от мощности основного сигнала (отличие составляет максимум 3-5 dBm). Данная ситуация сохраняется как на относительно низких (100МГц), так и на высоких частотах(1ГГц).

Это ГУН "звенит" либо из-за неправильно рассчитанного внутрипетлевого фильтра, либо из-за неправильно выбранных или запрограммированных настроек режима работы микросхемы. Считал как, в ADIsimPLL? Если в ней, то неплохо бы проект выложить, предварительно сжав в rar или zip...

Считал в ADIsimPLL. Проект прилагаю в файле (Design 1.rar).Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Странно, но никакого криминала в проекте пока не вижу. Правда я с этой микросхемой так и не стал связываться, нашёл поинтереснее.
Есть пара мыслей:
1. Судя по проекту Fref=Fpd=13 МГц, т.е. опора попадает на фазовый детектор без изменений. Я обычно избегаю такого, особенно на низких частотах, где обычно требуется меандр, а у меня обычно синус. Я бы всё-таки поделил на 2 или, на худой конец, умножил на 2, а затем поделил на 2.
Ещё надо проверить, соответствует ли сигнал на входе REFin требованиям даташита по уровню и смещению.
2. Если C2=515nF - это многослойная керамика X7R 0,47uF в параллель с меньшим конденсатором, то я бы его попробовал заменить на плёночный или, на худой конец, на тантал.
Но лучше дождаться совета от тех, кто работал с ADF4351...

А какая поинтереснее, если не секрет.

HMC835 и MAX2870. Первая интересна как замена DDS, вторая - как широкополосная ФАПЧ.
ЗЫ: Только обратил внимание, что земляки.

У меня такое было пару раз при непропаях в выходных цепях синтезатора (получалась нагрузка не 50ом, при этом иногда при сбрасывании мощности до -4дБм сигнал становился нормальным). Можете привести схему включения (интересны выходные цепи - от выходов RFout до нагрузки) и написать, на каких частотах предполагается работать?

Чтобы измерить мощность сигнала в полосе на анализаторе, нужно посмотреть полосу занимаемую основными гармониками , потом на анализаторе выставить соответствующую полосу пропускания , на экране будет здоровый шумовой горб - вот по его максимому и смотреть что получилось. Это если вас беспокоит выдаёт ли ваша микруха заданый уровень сигнала.

Почему у вас забор палок - это потому что ваше кольцо ФАПЧ не в захвате, либо расчитали не верно , либо запаяли не верные компонеты , либо всё - таки запрограмировали не правильно.

Дно у микрухи синтезатора припаяно к земле?

Схема включения в формате Altium Designer 10 в архивеНажмите для просмотра прикрепленного файла.

Был опыт работы с 4350. Фильтр считал в ADsimPLL, в итоге всплыли примерно Ваши симптомы, времени копать глубоко не было, пришлось тупо повторить номиналы фильтра из схемы референсной платы, включая токозадающий резистор. Проблема ушла. Попробуйте провести подобный опыт, может поможет.

Altium Designer 10 программа, наверное, хорошая, но не у всех есть Сделайте пожалуйста экспорт схемы в pdf или png...

У нас приколы были на стартеркитовской плате (хи-хи), пока нафиг не выкинули индуктивности (3.9нГ ЕМНИП) в коллекторах по выходу и не поставили резисторы по 51Ому. Разводку этой платы вообще ключница какая-то пьяная делала. Переходных с верхних земляных полигонов копланаров ноль целых фиг десятых и в самых неподходящих местах.

Для этого достаточно фришного Altium Designer Viewer , что у них на сайте лежит.

Я про него знаю, но качать его, потом под вайном ещё ставить... Проще сразу в png выложить...

Сама по себе схема на таких частотах практически бесполезна- разводку платы покажите. И толщину ламината укажите, а то вдруг у Вас плата 2.5 мм толщиной- индуктивность виасов под термалпадом тогда будет запредельной.

Прошу прощения, что пишу тут.
Ledum, не могу отправить Вам личное сообщение (походу ящик ваш или полный или отключен)

Автор, попробуйте резисторы 68Ом убрать, проверьте, что не впаяны резисторы R31, R33. Для 100МГц разделительные конденсаторы поставьте 1нФ.
Если не поможет, совсем уберите трансформаторы попробуйте включить по схеме:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Для широкого диапазона я включал так, прекрасно работало, но у неё больше потери - на выходе около 0дБм (включению трансформатора не удивляйтесь, это трансформатор на длинных линиях):
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Если необходима мощность больше (до +3дБм), используйте схему с LC Balun (Figure 39. в даташите), но она рассчитывается для небольшого диапазона частот (примерно с октаву), за диапазоном мощность падает. Кстати, +5 дБм я с микросхемы так и не получил

Вот еще по-интереснее - LMX2581
http://www.ti.com/product/lmx2581?DCMP=hpa...1s-pr#samplebuy

Сбрасываю в PDF схему и плату.Нажмите для просмотра прикрепленного файла Толщина FR4 = 1 мм.

Очень хороший пример, как ненадо делать. Во первых, ни одного виаса под термалпадом, что прямо противоречит даташиту. Во вторых- разрыв земли и разводка непонятно чего под ВЧ выходами. Так делать можно только на 4-слойной плате, когда есть сполшная земля во внутренних слоях. В третьих- длиннючие, по меркам СВЧ дорожки от 10, 16 ноги. А конденсаторы вообще на другой стороне платы, после виаса, одиночного, который на такой частоте- индуктивность значительная. Я вообще-то эти ноги оформляю с радиалстабом прямо от ноги, но это изврат для MAX2870, у котрого 6 ГГц частота, а цоколевка практически точно такая.
Да, кстати, из опыта- обычно из-за неправильной разводки сходит с ума внутрренняя цифровая РЧ часть- перскалер итд. То есть, можно захватить ФАПЧ и получить более-менее нормальный спектр, используя внешнню фапч, но как только включаем внутреннюю- петля разваливается, а щуп анализатора спектра, поднесенный вплотную к микросхеме, видит высшие гармоники генерируемого сигнала (наверно от фронтов в прескалере) которые вылазят наружу из-за плохого заземления.

Нет такого слова - виас. Особенно одиночного. Наверное, переходное отверстие имеется в виду. Если по-английски, то via.
Vias - множественное число.
Извините, что не удержался, уж больно глаз режет. Совсем русский язык исчезает...

А жалко. А то набирать "переходное отверстие" все-таки неоправданно долго. Виа по-русски как-то не звучит как существительное. Вот и появилось сленговое виас и виасы как калька с английского.
ЗЫ. чтобы не было оффтопика
Вот пример разводки ADF4360 который мне нравится. Ног конечно у корпуса меньше, но функционально они расположены подобно 4351. Обратите внимание на фильтровые конденсаторы около ВЧ выхода- вот это расстояние очень критично, по крайне мере из моего опыта. Несомненно, в структуре 4351 и подобных есть внутренние блокировочные конденсаторы, что позволяет прощать некоторые дефекты разводки. Вот бы еще кто сделал микрофотографию кристалла, чтобы понять, на каких ногах они есть и их примерную емкость.

Мутная разводка, фильтр ChargePump это понятно, но какого трасса от него загибается и идет к RF выходу, и там переходное, которое на лишний миллиметр отодвигает такие важные конденсаторы.
Нет схемы/фотки в анфас и нижнюю сторону, чтоб обнюхать получше. Во картинку прицепил для ADF4360 от штатной EVB.

Блокировочные конденсаторы не отодвигают, а согласование с РЧ линиями может и дальше находится. Плата там 4- слойка, поэтому управляющее напряжение chargepupm они снизу провели. а я когда на двухслойке повтрял просто резистор поставил трухольный как перемычку.

Прошу прощения, но я не совсем Вас понял. Ведь у ADF4351 ноги 10 и 16 - не СВЧ. Это питание (10 - AVdd; 16, 17 - Vvco). Или там тоже имеют значение виасы? И виасы у меня там под термалпадами тоже есть (по 9 штук). А вот переходные отверстия на СВЧ выходах к подтягивающим резисторам - да, косяк.

Виасы под термалпадом видны только на 9-й странице pdf-версии, поэтому все решили, что их там нет. Наверное всё-таки стоит скачать ADViewer !
Пока нету времени всё сновательно проанализировать, поэтому есть только вопрос: Почему номиналы в схеме не соответствуют номиналам ADIsimPLL?

Вариант из ADLsim - тот вариант, который впаян сейчас. В схеме - старый вариант. Он взят из сехмы оценочной платы ADF4351, взятой с сайта производителя.

Сейчас буду пробовать все рекомендации с форума - начиная от пересчёта в ADLsimPLL и перепайки петлевого фильтра и кончая выходами.

10, 16, 17 - питание синтезатороной и РЧ части микросхемы. Конечно это не описано в даташите, но спектр помех на этих выводах об этом свидетельствует. Откуда запитан ФД- неизвестно.
Замечания про виасы термалпада снимаются- мой косяк, недоглядел ПДФ с проектом. Как один из вариантов борьбы с рваной землей - позамыкать петлю питания конденсаторами на землю в обе стороны - и к термалпаду, и наружу. Хотя бы по 2 конденсатора на сторону микросхемы. Только конденсаторы обязательно должны быть СВЧ, т.е собственный резонанс на частотах выше 4 ГГц.

Пересчитал и перепаял петлевой фильтр. Выходная частота стала очень стабильной. Шаг перестройки ровно такой, какой я и указываю. Остаётся одно но: какие-то побочные спектры. Как от них избавиться? Прилагаю файлы в архиве (там спектры и проект в ADIsimPLL)Нажмите для просмотра прикрепленного файла.

Это гармоники вашего сигнала. На выходе у этих синтезаторов далеко не синус. В даташите так и написано: уровень второй гармоники -20дБ относительно основного сигнала, уровень третей гармоники -10дб, у остальных гармоник уровень будет меньше. Избавиться от них только с помощью ФНЧ, других способов не знаю

Можно и перестраиваемым полосовым, но это уже менее рационально, чем пара-тройка коммутируемых ФНЧ или перестраиваемый ФНЧ.
А нужно ли от них избавляться??? Это же учёба?...

Ну да. Просто, я думал, что там синус выходить будет) Интересно же. Если невозможно, то значит невозможно). То есть, получается, что генератор, перестраиваемый в широкой полосе на базе этой схемы сделать нереально? Вообще, практическим заданием было создать генератор синуса, перестраиваемый в полосе от 900 МГц до 4ГГц.

Существуют-ли микросхемы, работающие в том же диапазоне, но не имеющие подобного рода проблем с гармониками?

Наврядли... А с каким качеством нужен синус?

Что имеется в виду под качеством?

Да и проблема то на самом деле не существует. Всё легко решается фильтрацией по выходу. Нужна либо пара перестраиваемых ФНЧ+ЦАП, либо набор ФНЧ+многоканальные коммутаторы. Второе решение обычно применяют чаще, но в полосе более 2 октав оно становится нерациональным.
Ещё можно ЖИГ-фильтр по выходу поставить, но это далеко не всегда применимо и оправдано. Всё зависит от цели и характеристик...

...Под качеством, как я понял, имеется в виду максимальный уровень гармонических составляющих отно сительно несущей, выраженный в дБ.

Да, это я и имел в виду.
"пара перестраиваемых ФНЧ+ЦАП" - а можно пример такой схемы, просто я не совсем понял, при чём тут цап и как сделать перестраиваемый ФНЧ на такой диапазон (900 МГц - 4ГГц)...

Если взять ЦАП AD5781 и пару перестраиваемых фильтров HMC890LP5 и HMC881LP5 и правильно их скоммутировать, то выфильтровать синус в таком диапазоне представляется вполне реальным. Не думаю, что есть смысл рисовать схему...

При цене этих фильтров в 98 бакинских за штуку на сайте hittite дешевле взять вторую 4351 и смеситель. Настроить ее на фиксированную частоту и смесиителем и одним ФНЧ выделить разностную частоту.
Пытались уже выфильтровывать гармоники перестраиваемыми филтрами- но слишком невыголно получается. Если набором постоянных фильтров - то куча переключателей получается и много места на плате уходит под фильтры. Если перестраиваемыми фильтрами (полосовик и режектор) то настройка очень геморройная - цена рабочего времени наладчика задирает цену изделия до небес.

Но ведь фильтрация гармоник - вещь сугубо специфическая и не слишком часто потребная. 200$ - чепуха в сравнении с ЖИГ-фильтром и его схемой управления. Если речь идёт о генераторе ценою в несколько килобаксов, то как вариант выглядит резонно. Тем более, что такие варикаповые фильтры многие сами собирают.
Насчёт коммутации: до 8 каналов всё не так уж громоздко при двухстороннем монтаже на многослойке. Мы обычно спокойно к этому относимся. Вот от 16 и выше - беда!
А вот насчёт смешивания я не понял: как таким образом получить чистый синус от 0,9 до 4 ГГц?

Да вот как то так (выдрал из сервисмануала первого попавшегося СВЧ генератора). Только диапазон ЖИГа земенить на фундаментальный диапазон ADF ( 2200-4400). Какую брать частоту гетеродина дауна- тут надо подумать. В принципе будет работать и 2200 и 4400 (если выход от нуля требуется) но надо смотерть на нежелательные компоненты в спектре и доступность элементов. Если надо по-дешевле я бы на 2200 сделал. Если надо по-чище спектр то на 4400. Ну и ФНЧ надо добавить после смесителя на блок-схеме.
Ну понятнго дело что на семплеры и старинную фапч обращать внимание ненадо- у нас все в микросхеме спрятано.

Уважаемые форумчане, спасибо за помощь и советы! Проблема решена.