Снова Hittite порадовали! На этот раз наконец-то появились
Wideband PLL+VCO:
HMC829LP6GE - полуоктавник со встроенными делителями частоты.
HMC830LP6GE - октавник со встроенными делителями частоты.
Оба чуть больше 20$, и оба абсолютно аналогичны по цоколёвке, а к 830-й ещё и схема прилагается.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Green_Smoke
Jul 13 2011, 09:56
Всем доброго времени суток!
Вопрос по синтезатору HMC700. Ранее эта тама уже поднималась.
Работаем в целочисленном режиме, частота 4.6ГГц, частота сравнения = опорной частоте 10МГц.
ФАПЧ засинхронизировалась, но при этом работает не понятно как.
На выходе BIAS напряжение 1.65В вместо положенных 1.92В.
Уровень фазовых шумов на 20-30дБ выше расчетного.
В выходном спектре стоят гармоники частоты сравнения подавленные всего на 18-20дБ.
Вопрос, что это может быть?
PS Вывод BIAS через конденсатор 1н переподключили к аналоговому питанию.
Заранее спасибо за советы и коментарии.
Цитата(Green_Smoke @ Jul 13 2011, 12:56)

Работаем в целочисленном режиме, частота 4.6ГГц, частота сравнения = опорной частоте 10МГц.
ФАПЧ засинхронизировалась, но при этом работает не понятно как.
Если частота сравнения идёт прямо от генератора, то это плохо, может не хватать уровня. 10 МГц - слишком низкая частота для 4.6 ГГц, если и работать на ней, то с меандром с размахом 3В, как рекомендовано в даташите, но лучше всего взять, например, 100 МГц и поделить внутри HMC700 пополам.
Цитата
На выходе BIAS напряжение 1.65В вместо положенных 1.92В.
Тут всё в порядке, это Вы его входным сопротивлением мультиметра+Вашего тела просаживаете. В даташите об этом тоже написано.
Цитата
Уровень фазовых шумов на 20-30дБ выше расчетного.
Прежде всего почистите питание ГУНа. Если не поможет - пересчитайте фильтр ФАПЧ и сравните, в какую сторону всё изменилось. Я только после десятого синтезатора научился более-менее толково выбирать полосу фильтра для оптимальных характеристик синтезатора. Первый более-менее причичный синтезатор на HMC700 получился пару месяцев назад (-102дБн/Гц на 10кГц с шагом 10 МГц 3-6 ГГц). При всём этом я пришёл к неизбежности перехода на двухконтурные схемы, т. к. в моём случае дробночисленный режим не устраивает меня по скорости.
Цитата
В выходном спектре стоят гармоники частоты сравнения подавленные всего на 18-20дБ. Вопрос, что это может быть?
Тут уже вероятнее всего ошибки в схемотехнике или расчётах фильтра ФАПЧ. Без схемы не рискну что-либо советовать.
Green_Smoke
Jul 14 2011, 10:29
Цитата(YIG @ Jul 14 2011, 13:32)

Если частота сравнения идёт прямо от генератора, то это плохо, может не хватать уровня. 10 МГц - слишком низкая частота для 4.6 ГГц, если и работать на ней, то с меандром с размахом 3В, как рекомендовано в даташите, но лучше всего взять, например, 100 МГц и поделить внутри HMC700 пополам.
Размах напряжения от опорного генератора 5В.
Цитата(YIG @ Jul 14 2011, 13:32)

Тут уже вероятнее всего ошибки в схемотехнике или расчётах фильтра ФАПЧ. Без схемы не рискну что-либо советовать.
Собственно схема и спектры того что сейчас есть.
я-бы ОУ поставил перед VCO
Цитата(pfc @ Jul 14 2011, 13:51)

я-бы ОУ поставил перед VCO
У минисеркитов не замечалось утечек по входам управления, а напряжение управления 1.2В имеет достаточный запас по сравнению с регламентируемыми 0.5В от рэйл по даташиту. Опер, по идее только шумов добавит в такой схеме. Наверное что-то с регистрами. Обычно тау что-то толковое с HMC700 подсказывает. Но резистор R17 в фильтре для полосы 100кГц у меня упорно 1,2кОм дает, C27 в два раза больше.
Цитата(Green_Smoke @ Jul 14 2011, 14:29)

Размах напряжения от опорного генератора 5В.
что за генератор и каковы его шумы - померяли ?
зачем еще какие-то транзисторы с подозрительной схемой по входу REF?
Имхо их надо убрать, на вход подавать 500-700 mV пик-пик ( рекомендуемое по даташиту) .
что пишете в 9-й регистр ?
Рискну тоже что-либо толковое сказать, но не знаю, что получится:
Цитата(Green_Smoke @ Jul 14 2011, 13:29)

Размах напряжения от опорного генератора 5В.
А зачем размах 5 Вольт то, почитайте даташит, там они вроде опору до 3В рекомендуют. И как вы формируете напряжение питания 5В? Если тянете проводом от БП, то это в корне неправильно, 5В тоже надо формировать на плате синтезатора, или тщательно фильтровать, что несколько сложнее.
Что касаемо спектра, то у Вас просто-напросто отсутствует захват частоты. ГУН звенит вокруг нужной частоты, поэтому такой "рогатый" спектр. Причины могут быть разные, но скорее всего неправильно сконфигурирована HMC700. Прежде всего обратите внимание на регистры
06h,
09h и
0Bh.
Green_Smoke
Jul 14 2011, 18:10
Цитата(ledum @ Jul 14 2011, 15:42)

У минисеркитов не замечалось утечек по входам управления, а напряжение управления 1.2В имеет достаточный запас по сравнению с регламентируемыми 0.5В от рэйл по даташиту. Опер, по идее только шумов добавит в такой схеме. Наверное что-то с регистрами. Обычно тау что-то толковое с HMC700 подсказывает. Но резистор R17 в фильтре для полосы 100кГц у меня упорно 1,2кОм дает, C27 в два раза больше.
Расчеты по фильтру были сделаны в программе от Hittite для полосы 30кГц.
Цитата(тау @ Jul 14 2011, 16:15)

что за генератор и каковы его шумы - померяли ?
зачем еще какие-то транзисторы с подозрительной схемой по входу REF?
Имхо их надо убрать, на вход подавать 500-700 mV пик-пик ( рекомендуемое по даташиту) .
что пишете в 9-й регистр ?
Генератор от Мориона приличный на 10МГц -150дБ/Гц при отстройке на 1кГц выход около 1мВт.
Схема сделана для обеспечения разветвления опорной частоты на несколько устройств с возможностью отключения любого числа этих устройств. Схема согласует высокоомное входное сопротивление схемы с входом HMC700. Схема была проверена отдельно, ухудшение по фазовым шумам составляет 3-5дБ на малых отстройках (до 100кГц) до 10дБ при более высоких отстройках.
Эта схема дает размах по опоре до 5В (в описании написано типа HMC700 допускает).
По регистрам:
00h ----1xh
01h ----1xh
02h ----1xh
03h ----1CCxh ---460
04h ----0
05h ----0
06h ----843887xh ---8665223
07h ----1003FAxh ---1049594
08h ----31DFxh ---12767
09h ----FC0000xh ---16515072
0ah ----0
0bh ----73xh ---115
0cxh ----0
0dh ----Axh ---10
Цитата(YIG @ Jul 14 2011, 16:28)

Рискну тоже что-либо толковое сказать, но не знаю, что получится:
А зачем размах 5 Вольт то, почитайте даташит, там они вроде опору до 3В рекомендуют. И как вы формируете напряжение питания 5В? Если тянете проводом от БП, то это в корне неправильно, 5В тоже надо формировать на плате синтезатора, или тщательно фильтровать, что несколько сложнее.
Что касаемо спектра, то у Вас просто-напросто отсутствует захват частоты. ГУН звенит вокруг нужной частоты, поэтому такой "рогатый" спектр. Причины могут быть разные, но скорее всего неправильно сконфигурирована HMC700. Прежде всего обратите внимание на регистры 06h, 09h и 0Bh.
На момент проектирования было очень скудное представление о необходимости нормальной фильтрации напряжений питания ГУНа и др. чувствительных цепей синтезатора.
Только сейчас заметил: 3 вольта аналогового питания микросхеме мало. Надо 3.3 в по хорошему, вроде когда-то были проблемы с 3-мя вольтами.
Прикинул в AdiSIm фильтр . Для частоты сравнения 10MHz крутизне VCO 75 MHZ/V (ROS-4725-119) , токе CP +-2mA (по регистру 9 )
емкость первая 3.9nF, резистор и емкость 680 Ом и 19nF. Запас по фазе 45 , полоса петли 30 кГц.
По номиналам из схемы получается 150кГц с неоптимальным расположением купола фазового запаса и это даже как-то похоже на ухо в спектре стартера , что намякивает на все таки большой шум от усилителя опоры, может даже от его питания. Может быть такое , что когда меряли шум от этого усилителя на 50 омном входе измерителя шума (через емкость) режимы транзисторов были одни, а при работе на высокоомный вход REF фапча всё с шумами сложилось иначе.
Всё же 5 вольт для REf входа - много, в даташите это не разрешено. Может быть затечка через защитные диоды на внутреннюю шину питания VDDA и .... ага.
Green_Smoke
Jul 15 2011, 07:01
Спасибо за коментарии.
Потихоньку пытаемся разбираться...
Вот спектр фазовых шумов ГУНа, измеренного в схеме.
Срочно прилаживаем активный фильтр по питанию...
Цитата(Green_Smoke @ Jul 14 2011, 21:10)

По регистрам:
00h ----1xh
01h ----1xh
02h ----1xh
03h ----1CCxh ---460
04h ----0
05h ----0
06h ----843887xh ---8665223
07h ----1003FAxh ---1049594
08h ----31DFxh ---12767
09h ----FC0000xh ---16515072
0ah ----0
0bh ----73xh ---115
0cxh ----0
0dh ----Axh ---10
Сегодня утром посмотрел проект для синтезатора на 4.5 ГГц:
06h ----843A87xh
09h ----900000xh
0bh ----000878xh
Синтезатор рабочий, уже уехал к заказчику. Как-то так...
Цитата(тау @ Jul 14 2011, 23:48)

Только сейчас заметил: 3 вольта аналогового питания микросхеме мало. Надо 3.3 в по хорошему, вроде когда-то были проблемы с 3-мя вольтами.
Вот тут Вы немного ошибаетесь, уже более сотни синтезаторов сделал на HMC700 с 3-Вольтовым питанием (в целях снижения потребляемой мощности) - ни одного сбоя или отказа, 3тьфу.
Цитата(YIG @ Jul 15 2011, 13:43)

Вот тут Вы немного ошибаетесь, уже более сотни синтезаторов сделал на HMC700 с 3-Вольтовым питанием (в целях снижения потребляемой мощности) - ни одного сбоя или отказа, 3тьфу.
Всё может быть, я уж и не помню как в локальной эррате появилась запись "перейти с 3 на 3.3V".
Green_Smoke, обратите внимание на шум (или даже возбуд) стабилизаторов 1763. Они собаки склонны гудеть , особенно 5 вольтовые, при плохом тантале или чистой керамике по выходу. Надо тантал 47мкф чтоб был . 10 иногда мало.
Цитата(тау @ Jul 15 2011, 13:35)

Всё может быть, я уж и не помню как в локальной эррате появилась запись "перейти с 3 на 3.3V".
В даташите указано минимальное напряжение 2.7В, а максимальное - 3.4В. При таком раскладе логичнее выглядят 3В, хотя Хиттайты указали 3.3В. Впрочем, это не так уж важно.
Цитата(тау @ Jul 15 2011, 13:35)

Green_Smoke, обратите внимание на шум (или даже возбуд) стабилизаторов 1763. Они собаки склонны гудеть , особенно 5 вольтовые, при плохом тантале или чистой керамике по выходу. Надо тантал 47мкф чтоб был . 10 иногда мало.
Есть такое дело, подтверждаю. Параллельно танталу нужно обязательно керамику 0.1 мкФ подвесить, тогда возбуждаться не будет. Это у него у шумоподавления крышусносит, как я понял.
MikeSmith
Jul 15 2011, 21:07
Интересная эта микросхема, HMC700. Но далеко не всё в ней так однозначно и ясно, как например, в синтезаторах от AD. Заложил эту микруху в новый проект. И потратил около двух недель, чтобы получить ожидаемый результат. Сначала собрал макет, отладил, получил требуемую шумовую полку. Повторил схему в изделии - полоса Loop-фильтра существенно расширилась. Проблема заключалась в напряжении VccCP/VddCP. Это питание фильтровал активным фильтром (эмиттерный повторитель). На макете - 4.7В, в изделии получилось немного выше, 5.2В. По даташиту в допуск укладываюсь, производитель указывает 4.5-5.5В. Но реально оказалось, что ток CP при изменении напряжения в указанном диапазоне меняется в несколько раз! Причём не монотонно. А для меня полоса важна, т.к. требуется получить минимальные шумы на отстройках 10/100 кГц. Помог обычный стабилизатор 78L05+индуктивность+тантал+корректировка номиналов элементов фильтра.
Хочу спросить: это особенность моей партии микросхем или принципиальная "фича" HMC700? Сталкивался кто-нибудь с таким явлением?
А сегодня столкнулся ещё с одной проблемой. Использую частоту сравнения 13 МГц, - несерьёзная, можно сказать, для данной микросхемы. В выходном спектре синтезатора наблюдаю спуры с шагом 13 МГц в диапазоне примерно 2,5...4 ГГц. Немаленькие, такие спуры, около -70...-80 дБмВт, которые прямиком попадают в ПЧ. Помеха пролезает через обратную со входа RF HMC700. Логично. С недавних пор в обратную связь начал добавлять развязку: резистивный аттенюатор+усилитель. Обычно помогает, а в данном случае места мало, решил сэкономить, вот и результат. Удивляет, почему производитель смело использует простой резистивный разветвитель
hmc700lp4_eval_pcb_schematic, ведь вся эта гадость должна обязательно вылезть на выход синтезатора. Или на частоте сравнения 100 МГц помех не будет? Или попробовать поставить индуктивность L3 2.2 нГн?
Цитата(MikeSmith @ Jul 16 2011, 00:07)

А сегодня столкнулся ещё с одной проблемой. Использую частоту сравнения 13 МГц, - несерьёзная, можно сказать, для данной микросхемы. В выходном спектре синтезатора наблюдаю спуры с шагом 13 МГц в диапазоне примерно 2,5...4 ГГц. Немаленькие, такие спуры, около -70...-80 дБмВт, которые прямиком попадают в ПЧ. Помеха пролезает через обратную со входа RF HMC700. Логично.
По-моему, не совсем логично. С этими спурами прежде всего надо бороться на входе управления ГУНа, повышая порядок фильтра петли и грамотно выбирая схему ФНЧ. В моём случае очень важным обстоятельством оказался выбор ОУ в зависимости от полосы фильтра: если на частотах сравнения до 10 МГц минимальные спуры обеспечивал LT1677, то на частотах сравнения 25-100 МГц он оказался абсолютно беспомощным и был заменён OPA211I. Также оказалось очень важным обстоятельством правильно выбрать ток CP при расчёте фильтра ФАПЧ.
Цитата
С недавних пор в обратную связь начал добавлять развязку: резистивный аттенюатор+усилитель. Обычно помогает, а в данном случае места мало, решил сэкономить, вот и результат. Удивляет, почему производитель смело использует простой резистивный разветвитель
hmc700lp4_eval_pcb_schematic, ведь вся эта гадость должна обязательно вылезть на выход синтезатора. Или на частоте сравнения 100 МГц помех не будет? Или попробовать поставить индуктивность L3 2.2 нГн?
На частоте сравнения 100 МГц спуры по идее должны быть ещё выше, но я такую частоту сравнения так и не стал выставлять в отлаженных образцах, ограничился 50 МГц (как правило, не хватало мощности генератора для использования опоры без деления). Зачем резистивный аттенюатор+усилитель, так и не понял. Уменьшить спуры от 50 МГц удалось введением в ОС аттенюатора и ослаблением сигнала RF до менее чем -10 дБн, как предписано даташитом. Ну и ФВЧ или ПФ тоже по идее должны помочь, хотя я их в ОС пока не ставил.
C этим явлением и в Девайсах сталкивались. Уже писАл. Просто поставили ФВЧ минисеркитовский между входом RF синтеза и резистивным делителем мощности. Действительно лезла опора со входа RF в сигнал через делитель-звездочку 18 Ом. Зависит от партии микросхем синтезов. Еще иногда лез сигнал, деленный на прескалер - две палки - результат деления выходной частоты на n/n+1. Именно из входа чипы синтеза. Но уровни действительно порядка минус 70-80дБс, а не как у автора вопроса чуть ли минус 10дБс, на 4-6-и слойной плате с хорошими землями. ФВЧ на 880МГц между синтезом и звездочкой полностью убрал эти проблемы.
MikeSmith
Jul 18 2011, 06:29
Цитата(ledum @ Jul 16 2011, 13:45)

C этим явлением и в Девайсах сталкивались. Уже писАл. Просто поставили ФВЧ минисеркитовский между входом RF синтеза и резистивным делителем мощности. Действительно лезла опора со входа RF в сигнал через делитель-звездочку 18 Ом. Зависит от партии микросхем синтезов. Еще иногда лез сигнал, деленный на прескалер - две палки - результат деления выходной частоты на n/n+1. Именно из входа чипы синтеза. Но уровни действительно порядка минус 70-80дБс, а не как у автора вопроса чуть ли минус 10дБс, на 4-6-и слойной плате с хорошими землями. ФВЧ на 880МГц между синтезом и звездочкой полностью убрал эти проблемы.
Такие спуры у AD тоже наблюдал, но частота их обычно существенно меньше выходной (от прескалера, например, не более 300 МГц). Аналогично использовал ФВЧ.
Почему -10dBc ? При выходной мощности порядка +15 dBm получается -95 dBc.
Цитата(YIG @ Jul 16 2011, 07:06)

По-моему, не совсем логично. С этими спурами прежде всего надо бороться на входе управления ГУНа, повышая порядок фильтра петли и грамотно выбирая схему ФНЧ... Ну и ФВЧ или ПФ тоже по идее должны помочь...
Это другие спуры, они пролезают не по управлению ГУН, а с ВЧ-входа обратной связи микросхемы ФАПЧ. Вот что получилось на выходе:
Нажмите для просмотра прикрепленного файлаПитание с ГУН снято, чтобы не перегружать анализатор. Реальное значение помехи от HMC - около -90 dBm (посмотрел отдельно, отключив буферный усилитель). Отфильтровать нереально, т.к. помеха попадает в рабочий диапазон частот синтезатора.
в моих применениях например, не хватает поставить просто фильтры на входе RF PLL, потому-что обратное излучение RF входа PLL всё-таки да попадает на выход синтезатора.
Наикраше вся эта ситуация выглядит если подать сигнал на смеситель (например, второй гетеродин приёмника, где как правило частота фиксирована), и затем усилить этот выход на 25 - 35 дБ, и весь этот забор палок вылазит над шумом очень заметно. Видно невооружёным глазом. Так вот чем выше частота сравнения, тем выше уровень этих палок (из-за энергетики спектра прямоугольного сигнала). Складывается такое ощущение что лезет это всё с фазового детектора. Так вот усилитель на входе RF PLL, снимает эту проблему на раз, без дополнительных фильтров.
Цитата(MikeSmith @ Jul 18 2011, 09:29)

Почему -10dBc ?
Это я о
http://electronix.ru/forum/index.php?act=a...st&id=58705 картинке с предыдущей страницы, немного преувеличив. Конечно это не пролаз опоры с радиочастотного входа синтеза, как в нашем с Вами случае.
To vxi. Крохотный HFCN880 у нас всегда снимал эту проблему. У него затухание на частотах ниже 500 больше S12 большинства неспециализированных (специализорованые - MGA-565P8, MBC13916 и др.) усилков. Хотя аттенюатор дБ три между ним и входом RF наверное не помешал бы, если мощности сигнала хватит. Мы до этого ставили специальные Моторолы с развязкой больше 70дБ. Но их уже лет как 10 перестали производить.
Пробовал я ставить HPF на входе PLL (причём не важно какого производителя все ведут себя одинаково (AD, Hittite, National, Peregrine)). Как пример, частота гетеродина 1590 МГц, частоты на выходе смесителя 70, 75 или 140 МГц. Два случая, первый частота сравнения 10 МГц, второй 1 МГц. В первом на выходе смесителя палочки стоят высоким уровнем и с частотами кратными 10 МГц, во втором же случае палочки стоят с шагом в 1 МГц и уровнем несколько меньшим. Начинаем чесать репу... Что такое? фильтр ФАПЧ, хреновая земля, развязка? Меряем всё это дело на выходе синтезатора и видим что уровень на частоте сравнения составляет -93 - -96 dBc. Вставляем усилитель перед
PLL и всё эти палочки заметно проселиуровень ихуже бывает сложно увидеть. Да и после смесителя их уже тоже практически нет....
Но вот всё-таки главный то вопрос откуда они всё таки берутся? Из какого узла микросхемы.... Даже в начале работы с этими микросхемами возникало ощущение модуляции самого ГУНа, причём сигналом входа PLL.
Цитата(vxi @ Jul 18 2011, 10:17)

Но вот всё-таки главный то вопрос откуда они всё таки берутся? Из какого узла микросхемы.... Даже в начале работы с этими микросхемами возникало ощущение модуляции самого ГУНа, причём сигналом входа PLL.
Сейчас у меня в настройке три десятка такого же типа даунов. Посмотрю на следующей неделе, когда фильтры по первой ПЧ настрою Но вроде после закрытия крышками субблочков палок нет. До их запайки - есть. Частота сравнения у нас 2.5МГц, опора либо 90, либо 10, 2-я ПЧ, она же выход, тоже 70 или 140, зависит от чипа-оцифровщика.
Ну, может просто у Вас немного по другому распреденно усиление по тракту, и они просто маскируются шумом на выходе устройства. У меня же усиление основное в тракте уже после второго смесителя организованно (25 - 30 дБ), поэтому они себя и проявляют.
Цитата(vxi @ Jul 18 2011, 10:34)

Ну, может просто у Вас немного по другому распреденно усиление по тракту, и они просто маскируются шумом на выходе устройства. У меня же усиление основное в тракте уже после второго смесителя организованно (25 - 30 дБ), поэтому они себя и проявляют.
Та же самая фигня: давлю спуры до -95-100 дБн, а их в смесителях вытаскивают до -65-70 дБн. Не слишком ли много +30 дБ? Мне ничего толкового не сказали (или я ничего не понял), но теперь у меня требования по спурам выросли до не более -100 дБн. Может кто-нибудь со стороны объяснит с какого хрена спуры вылезают на 30 дБ? Или тупо переваливают с больной головы на здоровую?
30 дБ иногда бывает нормально, но в среднем 20 дБ усиление выходного каскада получается, иначе динамику по 3 порядку сложно получить. Нет не переваливают всё правильно, если в синтезаторе есть составляющие, которые буду замещаны. Что и получается, когда они вылезают из PLL. Элементарная математика ж... Смотрите, выходной уровень Вашего синтеза какой уровень составляет? Моего как правило 3 - 5 дБм. Уровень гетеродина сотавляет в лучшем случае +17 дБм, в худшем +27 дБм

. Вместе с сигналом гетеродина усиливаются и эти спуры, до абсолютного уровня -83 дБм в лучшем случае в худшем до -73 дБм, потери в смесителе составят от 5 до 10 дБ. т.е. на выходе уже получаются сигналы с уровнем (-93 - 83) ДБм. и усиление на выходе смесителя выносит эти спуры на уровень -70 дБм а то и более..
Цитата(vxi @ Jul 18 2011, 10:17)

Вставляем усилитель перед PLL и всё эти палочки заметно проселиуровень ихуже бывает сложно увидеть. Да и после смесителя их уже тоже практически нет....
А какой усилитель?
Цитата(vxi @ Jul 18 2011, 22:39)

30 дБ иногда бывает нормально, но в среднем 20 дБ усиление выходного каскада получается, иначе динамику по 3 порядку сложно получить. Нет не переваливают всё правильно, если в синтезаторе есть составляющие, которые буду замещаны. Что и получается, когда они вылезают из PLL. Элементарная математика ж... Смотрите, выходной уровень Вашего синтеза какой уровень составляет? Моего как правило 3 - 5 дБм. Уровень гетеродина сотавляет в лучшем случае +17 дБм, в худшем +27 дБм

. Вместе с сигналом гетеродина усиливаются и эти спуры, до абсолютного уровня -83 дБм в лучшем случае в худшем до -73 дБм, потери в смесителе составят от 5 до 10 дБ. т.е. на выходе уже получаются сигналы с уровнем (-93 - 83) ДБм. и усиление на выходе смесителя выносит эти спуры на уровень -70 дБм а то и более..
Спасибо, теперь несколько яснее, хотя посмотрев на характеристики используемых нами смесителей мне казалось, что уровень спур должен был повышаться не более чем на 20 дБ, но видимо имеет место избыточное усиление и компрессия усилителей до и после смесителя. Спуры, находящиеся вблизи несущей не мешают, а те, что отстоят подальше, попадают в полосу. Как от них избавиться в узкополосных синтезаторах - понятно, а что делать с полуоктавниками и октавниками - ума не приложу. Пока задавить их ниже 95 дБн не получается, да и аппаратура не позваляет прямым образом измерить их уровень ниже 100 дБн. Как можно обойти ограниченный динамический диапазон анализатора спектра, может существует какой-либо "финт ушами"?
Цитата(pfc @ Jul 18 2011, 23:48)

А какой усилитель?
Да абсолютно любой усилитель малопотребляющий, например из серии SGA...
да, совсем позабыл... ledum правильно заметил что подавление у фильтра гораздо лучше чем параметр S12 у усилителя, но в процессе экспериментов вместо усилителя был
добавлен аттенюатор порядка 15дБ. что приблизительно равнялось значению S12 усилителя, но эффект пролаза проявлялся конечно в меньшей степени, но гораздо явнее чем с усилителем, поэтому и возникло мнение что вход PLL просто модулирует сам генератор... Но всё равно процесс так до конца остался непонятен...
Ни разу ничего не понял что откуда вылазит. Объясните технологу-микроэлектронщику. Не выдержал включил старый даун. Подал чистые 1270МГц (просто было на генераторе Г4-78). На частотах сравнения 2.5МГц и опоры 10МГц от сигнала и просто в ПЧ 70+-18МГц ничего нет с уровнем минус 90дБс - предел FSL. Но зато увидел вдруг уши по +-12,535МГц с минус 60дБс синхронно перемещающиеся с сигналом, как по частоте, так и по амплитуде. Этого я не ел (копирайт Альф). В смысле у нас таких частот нигде в реале не предполагалось. Будем искать.
Смеситель высокого уровня LT5522 - на ячейке Гильберта. Особенностью таких смесителей является очень малый уровень гетеродина - минус 5дБм - 0дБм на базы, более того, в большинстве стоит специальный ограничитель для нормирования этого очень критичного уровня, и который, в смысле ограничитель, возможно, подавляет спуры за счет некоторого подъема фазовых шумов (чистое ИМХО), при этом уровень сигнала, задуваемого в эмиттеры может быть очень большим, гораздо больше гетеродина. Плюс всегда считал, что гетеродин и вся фигня в нем в двойных балансных смесителях подавляется более чем эффективно.
К моему огромному сожалению не удалось проанализировать ситуацию с активными Mixerами, может там что и совсем по-другому будет выглядеть.
ledum, ведь входы смесителя RF и LO построены одинаково. и если подать два, скажем просуммированных сигнала на порт LO, то они всё равно будут также
смешиватся. Или я чего то не понимаю в работе пассивных смесителей?
Ну вот и если мы перемножим монохромный (для простоты) сигнал с гетеродином, в котором есть спур с уровнем минус 90дБс, то и на выходе по идее он, спур, должен остаться с уровнем минус 90дБс, но уже на ПЧ и относительно уровня ПЧ. Если считать, что спуры перемножаются с гетеродином, то они должны по идее сильно ослабляться, а во-вторых преобразоваться должны в разностные 2.5МГц и 10МГц (в моем случае) около нуля, а не около 70МГц.
Или Вы имели ввиду, что в гетеродине, скажем 1900Мгц, есть палки на чарчпампе +- 10 МГц минус 90дБс и плюс в НЧ спур с опорой 10МГц и уровнем минус 90дБс от +17дБм (допустим), то первые сигналы преобразуются как в перемножителе, а НЧ палка просто пролезет без ослабления, т.к. в смесителе ослабление гетеродина на этих частотах не нормировано?
Цитата(ledum @ Jul 19 2011, 11:27)

.....более того, в большинстве стоит специальный ограничитель для нормирования этого очень критичного уровня, и который, в смысле ограничитель, возможно, подавляет спуры за счет некоторого подъема фазовых шумов (чистое ИМХО), при этом уровень сигнала, задуваемого в эмиттеры может быть очень большим, гораздо больше гетеродина. Плюс всегда считал, что гетеродин и вся фигня в нем в двойных балансных смесителях подавляется более чем эффективно.
Спуры - это шум , сконцентрированный в оченно узкой полосе, ну предположим . Поэтому , при усилении и ограничении энергии полезного сигнала LO энергия фазового шума и спур должна расти. Амлитудный шум уменьшаться. имхо.
пассивный смеситель начнёт преобразовывать сигнал и с достаточно малым уровнем гетеродина, да возрастут потери, да ухудшится нелинейность, но преобразовывать то он уже будет. начиная с какого-то уровня сигнал гетеродина просто начинает уже компрессировать, в то же время побочные сигналы спокойно продолжают усиливатся....
То тау.
У нас шел Казанский приемник свой-чужой прямого усиления на логарифмическом усилителе-ограничителе на куче дифкаскадов 2Т3132А-2. Очень классно давились левые палки более мощным сигналом. На анализаторе красиво смотрелось. Почему такая система была - понятия не имею. Наверное были проблемы с АРУ в пакетном режиме. Я был на серийном заводе, не на разработке.
Но, что касается спуров - то они как правило симметричны, т.е типо ПАМ несущей, а не фазовый шум, т.е. должны подавляться в ограничителе. Тоже ИМХО.
Цитата(ledum @ Jul 19 2011, 12:39)

То тау.
У нас шел Казанский приемник свой-чужой прямого усиления на логарифмическом усилителе-ограничителе на куче дифкаскадов 2Т3132А-2. Очень классно давились левые палки более мощным сигналом. На анализаторе красиво смотрелось. Почему такая система была - понятия не имею. Наверное были проблемы с АРУ в пакетном режиме. Я был на серийном заводе, не на разработке.
Но, что касается спуров - то они как правило симметричны, т.е типо ПАМ несущей, а не фазовый шум, т.е. должны подавляться в ограничителе. Тоже ИМХО.
если палки из-за паразтной АМ , то будут давиться безусловно. Если палки - чисто паразитная ЧМ, то будут усиливаться. Спуры PLL чаще склонны иметь природу паразитной ЧМ
Другое дело, если на узкополосных контурах (или фильтрах) паразитная ЧМ превращается в паразитную АМ. Такое бывает.
MikeSmith
Jul 19 2011, 09:47
Цитата(YIG @ Jul 18 2011, 23:27)

Та же самая фигня
На вход смесителя (пассивного) имею гетеродин +13 dBm и спуры -100 dBm (113 dBc, вроде непохо). На смеситель заявляется ослабление LO-IF 30 дБ. Смотрю на его IF выходе, вижу гетеродин -26 dBm (нормально, изоляция 39 дБ) и наивно не ожидаю увидеть спуры (< -130 dBm). Но они есть с уровнем -110 dBm.
Т.е. получается, что смеситель нормально подавляет только несущую, а спуры пролезают с потерями только в 10 дБ? Этих 20-30 dB очень не хватает, учитывая дальнейшее усиление (25 дБ) на выходе устройства надёжно вижу палку -85 dBm

.
А вот тут-то и надо различать, какие спуры Вы видите у себя на выходе... Уже перенесёные, или которые пролазят напрямую.. Ну т.е. для простоты, есть гетеродин Fгет и спуры остоящие на +/- Foff. все частоты Fгет, Fгет-Foff, Fгет+Foff будут конечно же подавлены. Но зато появятся частоты Foff и его гаромоники, ослабленые относительно входного уровня на уровень потерь смесителя...
Цитата(MikeSmith @ Jul 19 2011, 12:47)

Т.е. получается, что смеситель нормально подавляет только несущую, а спуры пролезают с потерями только в 10 дБ? Этих 20-30 dB очень не хватает, учитывая дальнейшее усиление (25 дБ) на выходе устройства надёжно вижу палку -85 dBm
Опять ничего не понял. Как это выбран частотный план, что спур от гетеродина находится на той же самой частоте после преобразования, да и оказывается, что он попадает в ПЧ??? Лучше объяснить это на частотах.
То тау. В том случае речь шла об обратном пролазе в ВЧ-сигнал опоры и ее производных из RF входа синтеза, т.е. это не продукты, получившиеся в ФАПе, поэтому я и имел смелость заявить, что это амплитудная модуляция.
MikeSmith
Jul 19 2011, 11:25
Цитата(ledum @ Jul 19 2011, 14:55)

Опять ничего не понял. Лучше объяснить это на частотах.
Попробую.
Первое преобразование вверх. IF=LO1-RF. ПЧ в районе 3200 МГц. Гетеродин 3500-5900 МГц. Спектр на выходе гетеродина (VCO выключен, включение и захват частоты принципиально картину не меняет) я приводил
здесь. Итак, на гетеродинном входе смесителя (точнее, на выходе гетеродина) я вижу помеху с частотой FPD*245 = 3185 МГц, далее она проходит на выход смесителя с ослаблением в 10 дБ и наблюдается с уровнем -110 dBm. Вход смесителя от схемы отключен и нагружен на 50 Ом.
Цитата(ledum @ Jul 19 2011, 12:16)

Ну вот и если мы перемножим монохромный (для простоты) сигнал с гетеродином, в котором есть спур с уровнем минус 90дБс, то и на выходе по идее он, спур, должен остаться с уровнем минус 90дБс, но уже на ПЧ и относительно уровня ПЧ. Если считать, что спуры перемножаются с гетеродином, то они должны по идее сильно ослабляться, а во-вторых преобразоваться должны в разностные 2.5МГц и 10МГц (в моем случае) около нуля, а не около 70МГц.
Или Вы имели ввиду, что в гетеродине, скажем 1900Мгц, есть палки на чарчпампе +- 10 МГц минус 90дБс и плюс в НЧ спур с опорой 10МГц и уровнем минус 90дБс от +17дБм (допустим), то первые сигналы преобразуются как в перемножителе, а НЧ палка просто пролезет без ослабления, т.к. в смесителе ослабление гетеродина на этих частотах не нормировано?
Не совсем так... Смотрим гетеродин без усилителя на входе PLL: на выходе есть частота Fгет, Fгет - nFcomp, Fгет + nFcomp, причём уровень спуров на nFcomp, имеют приблизительно одно и то же значение, на уровне -95 - 98 дБс. Затем добавляем усилитель на вход PLL: на выходе те же самые составляющие только уже с уровнем за - 110 дБм. например, у нас частота гетеродина 1590 МГц, а частота сравнения 10 МГц, и если не фильтровать выход смесителя то палки будут стоять на частотах n*10МГц, причём с примерно одинаковой энергетикой. Уменьшая частоту сравнения гетеродина можно добится уменьшения уровня этих спуров, но тогда растут фазовые шумы. Вот и возникает вопрос откуда берётся эта гребёнка на выходе синтезатора, во всём диапазне частот. Эх жалко нет больше платок без усилителя, а то бы снял спектр и выложил бы сюда

. тогда бы всё сталобы очень ясно...
Цитата(vxi @ Jul 19 2011, 14:31)

Вот и возникает вопрос откуда берётся эта гребёнка на выходе синтезатора, во всём диапазне частот. Эх жалко нет больше платок без усилителя, а то бы снял спектр и выложил бы сюда

. тогда бы всё сталобы очень ясно...
Как я понял из описания той же HMC700, где эти палки ограничены уровнем -100 дБ, их природа лежит внутри схемотехники и топологии самой микросхемы, прекрёстных наводок и утечек:
Цитата
The HMC700LP4(E) has been designed and tested for low spurious performance in either integer or fractional mode
of operation. Reference spurious levels are typically below -100 dBc, and in-band fractional boundary spurious are
typically below integrated phase noise, frequency planning can improve spurious performance in many cases.
Reference spurious levels of below -100 dBc require superb board isolation of power supplies, isolation of the VCO from
the digital switching of the synthesizer, isolation of the VCO load from the synthesizer and isolation of the crystal from
the VCO. Typical board layout, evaluation boards and application information are available for low spurious operation.
Operation with lower levels of isolation in the application circuit board from those recommended by Hittite may result in
higher spurious levels.
Но из цитаты я понял также, что для снижения этих спур нужна классная трассировка печатной платы, с хорошой изоляцией цепей питания, управления и аналогового и радиочастотного сигналов, чего мне пока не удалось достичь на ДПП, поэтому не могу спуститься ниже -90 дБ (-95 дБн) без использования дополнительных мер: фильтрации помех по цепям питания и управления, использования помехоподавляющих материалов. Сейчас перевожу схему на многослойку и совершенствую схемотехнику, посмотрим, реально ли опуститься ниже -100 дБ. У кого нибудь получилось достичь соотношения сигнала к спурам, например, -105 дБн?
Ну что же, не хотите отвечать, я сам отвечу! Вот ещё один подарок по моей другой утонувшей теме:
И.В. Скоторенко Метод уменьшения уровня побочных спектральных составляющих в синтезаторах частот с ФАПЧ, имеющих дробный делитель частоты.Так, чтобы слишком нового для себя в статье я ничего не увидел, хотя и написано, что метод патентуется, но автор не поленился сделать математические выкладки, чего до сих пор не видел.
Dr.Drew
Aug 10 2012, 07:33
Я даже больше скажу, этот метод уже запатентован на его имя и он защитил весной диссертацию...и я там был... Нового, действительно, там нет. Однако же никто у нас в стране это не запатентовал. Хотя лежит на поверхности.
Хочу спросить (точнее-свериться) у тех, кто отлаживал ФАПЧ на микросхемах HMC700:
В какой последовательности Вы включаете каналы питания этой микросхемы по запуску?
Сразу все , параллельно во времени.
Цитата(тау @ Aug 28 2012, 10:42)

Сразу все , параллельно во времени.
Интересно, у меня так и было пару лет, но теперь у меня получилось так: сначала запускаю цифровые каналы, аппаратно-программно удерживаю аналоговые и загружаю стартовые установки, затем включаю аналоговые 3-Вольтовые, а уж опосля - 5 В. При одновременном запуске почему-то заклинивает выход CP. Может совпадение или показалось, но это началось после того, как контактные площадки HMC700 разделили на две части...
Цитата(VCO @ Aug 28 2012, 13:01)

При одновременном запуске почему-то заклинивает выход CP. Может совпадение или показалось, но это началось после того, как контактные площадки HMC700 разделили на две части...
Непонятно что значит "разделили на 2 части" ? Объясните пожалуйста.
Не наблюдал эффекта заклинивания CP.
Цитата(тау @ Aug 28 2012, 13:42)

Непонятно что значит "разделили на 2 части" ? Объясните пожалуйста.
Раньше контактные площадки HMC700 на дне корпуса LP4 и на боковых сторонах были соединены воедино. Теперь между теми к.п., что на дне, и теми, что на боковых гранях появился зазор, кроме того, они теперь очень плохо лудятся. У меня есть предположение, что схемотехника микросхемы тоже претерпела некоторые изменения. Или же новая схема ФАПЧ совпала с приобретением микросхем с усовершенствованным корпусом.
Цитата
Не наблюдал эффекта заклинивания CP.
Это вполне может быть особенностью моей схемы ФАПЧ, где я принципиально применяю однополярное питание операционника. CP опрокидывается в 5 В, перекашивая ОУ, положительный вход, подвязанный к 2.5 В, тянется к +5В, опрокидывая подвязку до 4.5 В и на выходе тупо болтается 0 В. ФАПЧ не реагирует на команды перестройки до перезапуска питания. Проявляется крайне редко при запуске питания, где-то в одном случае из 20-100 запусков в зависимости от температуры, удалось отловить только при -40.
После введения последовательности включения каналов деффект вроде бы исчез, теперь надо проверять в КТХ на всей партии изделий в полном диапазоне температур.
Цитата(VCO @ Aug 28 2012, 17:14)

Раньше контактные площадки HMC700 на дне корпуса LP4 и на боковых сторонах были соединены воедино. Теперь между теми к.п., что на дне, и теми, что на боковых гранях появился зазор, кроме того, они теперь очень плохо лудятся.
странно , в даташитах 2009г и 2011 года одинаковый чертеж , без соединения "воедино". Посмотрел живьем на микросхемы 2009 года закупки - зазор на месте , как в даташите.

какие-то неправильные у вас корпуса были, Вы ничего не напутали?
Цитата
Это вполне может быть особенностью моей схемы ФАПЧ, где я принципиально применяю однополярное питание операционника. CP опрокидывается в 5 В, перекашивая ОУ, положительный вход, подвязанный к 2.5 В, тянется к +5В, опрокидывая подвязку до 4.5 В и на выходе тупо болтается 0 В.
В этот момент частота ГУНа нормально проходит на вход RF ? мощности достаточно, может где теряется , встроенный делитель "самоблудствует" и соответственно 700-я хочет "понизить" частоту, т.е петля разорвана по RF.
Цитата(тау @ Aug 28 2012, 17:08)

странно , в даташитах 2009г и 2011 года одинаковый чертеж , без соединения "воедино". Посмотрел живьем на микросхемы 2009 года закупки - зазор на месте , как в даташите.

какие-то неправильные у вас корпуса были, Вы ничего не напутали?
Вряд ли я что-то в этот раз напутал. У меня где-то валяются три штуки с оторванными площадками от многократной выпайки-впайки, если найду - фото постараюсь выложить. Если напутал, то одновременно с двумя монтажницами. А как известно: "С ума поодиночке сходят. Это только гриппом все вместе болеют." Мы эту партию в несколько сотен микросхем ЕМНИП года 4 назад покупали, до того, как я эту тему поднял, поэтому не стОит удивляться.
Цитата
В этот момент частота ГУНа нормально проходит на вход RF ? мощности достаточно, может где теряется , встроенный делитель "самоблудствует" и соответственно 700-я хочет "понизить" частоту, т.е петля разорвана по RF.
Это относительно просто объяснить в момент старта:
1. По умолчанию R=1, а N=200, у меня на REF идёт 100 МГЦ, а на RF - примерно 4000 МГц, которые делятся примерно до 20 МГц.
2. Петля ФАПЧ стремится повысить частоту ГУНа и поднять управляющее напряжение, но частота ГУНа не может вырасти выше 8 ГГц (до 20 ГГц), поэтому выход CP улетает в максимум и защемляет ОУ, так как на другом выводе делитель не может опрокинуться выше 5 В, соответственно на выходе ОУ - 0 В, а не максимум.
3. Как только я загружаю нормальные установки, петлю ФАПЧ отпускает...
Насчёт того, почему её иногда не отпускает у меня чёткой картины нет, но есть предположение, что из-за резкого снижения емкостей танталовых конденсаторов на -40 происходит изменение в задержках между фронтами запуска каналов ФАПЧ. Ну и то, что цифровые каналы должны быть запущены раньше, и соответственно регистры загружены раньше - это достаточно логично, не правда ли?
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста,
пройдите по ссылке.