Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Несколько вопросов по синтезаторам частот
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника > Rf & Microwave Design
loreley
Привет! Стоит задача спроектировать синтезатор всего на три выходные частоты:1,55ГГц, 1,75ГГц, 1,95ГГц. Я в этой области почти полный ноль, правда в последнее время многое стало проясняться. Итак, решил строить синтезатор по методу ФАПЧ, выбрал кварцевый генератор на 10МГц (морионовский), в качестве ФАПЧ взял КН1015ПЛ5А. И затем стал рассчитывать автогенератор на транзисторе 2Т371А, построил по схеме Клаппа,пытался посчитать фазовые шумы этого ГУНа, потом суммарные фазовые шумы ГУН+ФАПЧ+loop filter. Дело в том,что на работе есть живые образцы синтезаторов, так вот, они все построены на рассыпухе. Т.е. ГУН на транзисторе, отдельно ФАПЧ и прочие элементы. Пробовал их настраивать, ну просто поиграться - очень чувствительны к внешним воздействиям.
Недавно наткнулся на такую вещь, что самому то можно ничего и не считать, а купить все элементы готовыми.Например, вместо АГ на транзисторе с дискреными элементами взять готовый ГУН, например, что-нибудь от Минисёкитс, скажем JTOS-765, или тому подобное. Потом покапавшись в инете, понял,что можно не городить и не ставить связку ГУН+ФАПЧ на отдельных микросхемах, а сразу взять готовый синтезатор частот, например,PNP-1090-P22, выходные частоты которого как раз перекрывают нужный мне диапазон. Ну это лирика, собственно, вопрос вот в чем. Зачем так много ГУНов в интегральном исполнении и ФАПЧей, если можно взять готовый синтезатор? Маленькая микросхемка размером 1,5х1,5 см содержит в себе и ГУН и ФАПЧ. Т.е. зачем покупать несколько компонентов отдельно, если можно купить один, который по габаритам будет либо такой же, либо меньше, стоимость тоже будет не сильно отличаться. Есть ли кто-то сейчас, кто самостоятельно рассчитывает, например, тот же ГУН на транзисторе?Или сейчас все поголовно ставят микросхемы? Если я пишу что-то не то, прошу прощения, просто действительно недавно стал разбираться в синтезаторах, до этого дела с ними не имел. Может я где-то неправ и есть какие то подводные камни?Подскажите пожалуйста. И еще - где в Питере можно купить готовые модули ГУН и сами синтезаторы? Заказывать из-за бугра и ждать несколько недель нехочется, а в магазинах типа Чип и Дип и Мегаэлектроника таких компонентов нет...
Спасибо!
ledum
Может имеет смысл начать знакомство с ADF4360-3 http://www.analog.com/en/rfif-components/p...ts/product.html . Хоть она и от 1600, но вроде по рис 14 гораздо ниже. Само собой, скачав и ADIsimPLL. ADF4350 как-то страшновато для начинающего советовать. Но без требований по шумам, стабильности, выходной мощности недостаточно данных.
Склероз. Со скольки же она реально работала. Мы ее много куда ставили.
loreley
Выходная мощность порядка -15...-10 дБм. Особых требований по шумам и стабильности нет, т.е. чем выше стабильность, тем лучше. Ослабление гармоник в диапазоне от 0 до 3ГГц - не менее 50дБ. Собственно, схема такая. В качестве опорника ГК-88ТК-10М, с выходной частотой 10МГц, от него эта частота поступает на ФАПЧ, и на ФАПЧ приходит сигнал с ГУНа, затем выходной сигнал, стабилизированный ФАПЧ усиливается, умножается и затем фильтруется при помощи ППФ.
Сейчас хотелось бы найти модули попроще,чтобы обвязка к ним была не так сложна и сама коммутация модулей между собой была проста. Т.е. чтобы по-быстрому сделать макет и посмотреть,что из этого выйдет. Посмотрел даташиты к ADF - действительно, сложновато пока что. Просто сейчас не хотелось бы залезать в дебри. Например, у ФАПЧ КН1015ПЛ5А коэффициенты деления устанавливаются путем заземления определенных выводов МС, в импортных МС я так понял, надо коэффициент деления задавать через внешнее управление?
И такой вопрос - фильтр ФНЧ в петле ФАПЧ - он всегда внешний по отношению в микросхеме?Например, в том же ADF4360-3 в программе ADIsimPLL фильтр задается как внешний элемент. А существуют ли модули ФАПЧ или целые синтезаторы, в которых этот фильтр встроен в саму микросхему и отдельно его рассчитывать не надо?
Ну и мой основной вопрос - есть ли какие-нибудь на сегодняшний день преимущества у синтезатора, собранного на рассыпухе, перед синтезатором, построенным по сути из одной-двух микросхем?
ledum
Да, вопросов Вы поназадавали. Но, поверьте, с ADF-кой все гораздо проще. Фильтр ФАПа лучше снаружи - гибче проектирование. У Вас же и крутизна перестройки ГУНа, и шаг перестройки могут быть разными. Софт очень прост и дает достаточное приближение. Реально за пару дней сделать, особенно если производство плат под боком. И хоть кто-нибудь рядом с каким-нибудь контроллером знаком.
VCO
Цитата(loreley @ May 27 2010, 22:50) *
Привет!

Привет, loreley, где-то я Вас уже видел (слышал, читал)! Ура, в нашем полку прибыло!!!
По порядку:
Цитата
Стоит задача спроектировать синтезатор всего на три выходные частоты:1,55ГГц, 1,75ГГц, 1,95ГГц. Я в этой области почти полный ноль, правда в последнее время многое стало проясняться. Итак, решил строить синтезатор по методу ФАПЧ, выбрал кварцевый генератор на 10МГц (морионовский), в качестве ФАПЧ взял КН1015ПЛ5А. И затем стал рассчитывать автогенератор на транзисторе 2Т371А, построил по схеме Клаппа,пытался посчитать фазовые шумы этого ГУНа, потом суммарные фазовые шумы ГУН+ФАПЧ+loop filter. Дело в том,что на работе есть живые образцы синтезаторов, так вот, они все построены на рассыпухе. Т.е. ГУН на транзисторе, отдельно ФАПЧ и прочие элементы. Пробовал их настраивать, ну просто поиграться - очень чувствительны к внешним воздействиям.

ЭТО ФСЁ АЦТОЙ АДНАЗНАЧНА! Если речь не идёт о коммерчекой разработке и не делает её асс в своём деле. Для начинающих и чайников это недоступно и вредно, так как вместо осмысления технологии расчёта синтезаторов они будут бодаться с ЭМС, не понимая: то ли они чего-то недокрутили, то ли чо-то по эфиру фонит, то ли ещё что-то – чёрт знает что! В Вашем случае для получения крутых характеристик нужна частота опорного генератора 100 МГц, частота сравнения 50 МГц, целочисленник ADF4X0X или аналогичные, ГУН JTOS-1950, ROS-2000 или DCRO150210-10. Расчёт в ADIsimPLL 3.1 и выше.
Цитата
Недавно наткнулся на такую вещь, что самому то можно ничего и не считать, а купить все элементы готовыми.Например, вместо АГ на транзисторе с дискреными элементами взять готовый ГУН, например, что-нибудь от Минисёкитс, скажем JTOS-765, или тому подобное. Потом покапавшись в инете, понял,что можно не городить и не ставить связку ГУН+ФАПЧ на отдельных микросхемах, а сразу взять готовый синтезатор частот, например,PNP-1090-P22, выходные частоты которого как раз перекрывают нужный мне диапазон.

Я тоже сейчас юзаю PNP, но УВЫ они не везде и не всегда применимы… sad.gif
Цитата
Ну это лирика, собственно, вопрос вот в чем. Зачем так много ГУНов в интегральном исполнении и ФАПЧей, если можно взять готовый синтезатор? Маленькая микросхемка размером 1,5х1,5 см содержит в себе и ГУН и ФАПЧ. Т.е. зачем покупать несколько компонентов отдельно, если можно купить один, который по габаритам будет либо такой же, либо меньше, стоимость тоже будет не сильно отличаться. Есть ли кто-то сейчас, кто самостоятельно рассчитывает, например, тот же ГУН на транзисторе?Или сейчас все поголовно ставят микросхемы?

Есть люди, их много, но это либо – радиолюбители, экономящие на деталях, либо профессионалы высшего эшелона, делающие с нуля вещи, коих Вы не купите ни за какие деньги, либо разработчики ГУНов. Зачем Вам этот геморрой? Начните с ФАПЧ+ГУН – работы и проблем там хватит выше крыши! PNP применим там, где не требуется высокой скорости перестройки и крутых шумов и спур, он по ходу – дробночисленник! Но это –мой, Ваш ещё не изучал. Сейчас только начал юзать EvalBoard – возникла проблема: у меня все опоры выше 50 МГц, а ему надо 10 МГц, а я от них давно ушёл, теперь жду крутую опору на 10 МГц, чтобы обмерить. PNP – синтезаторы будущего, не сомневаюсь. UMC не первые, кто это замутил, до них были Synergy. Альтернативную ветку волокут AD, TI, Hittite и мн. др., ляпая микросхемы со встроенными цепями ГУНа, часть которого монтируется снаружи, но это всё хуже, чем микросборка! wink.gif
Цитата
Если я пишу что-то не то, прошу прощения, просто действительно недавно стал разбираться в синтезаторах, до этого дела с ними не имел. Может я где-то неправ и есть какие то подводные камни?Подскажите пожалуйста. И еще - где в Питере можно купить готовые модули ГУН и сами синтезаторы? Заказывать из-за бугра и ждать несколько недель нехочется, а в магазинах типа Чип и Дип и Мегаэлектроника таких компонентов нет...

В Питере и поблизости из всемирных поставщиков есть ELFA, RS Components, Farnell, да и из-за рубежа всё купить можно быстро через Digi-Key и Mouser, да и Москва – близко. Какие проблемы - не понимаю? laughing.gif
Опа, Вы уже новые вопросы выдали!
proxi
Цитата
в импортных МС я так понял, надо коэффициент деления задавать через внешнее управление?

ну так естественно, через SPI..
MikeSmith
добавлю и я свои 3 копейки...

Цитата(loreley @ May 27 2010, 22:50) *
... стал рассчитывать автогенератор на транзисторе 2Т371А...
... в качестве ФАПЧ взял КН1015ПЛ5А...
...Есть ли кто-то сейчас, кто самостоятельно рассчитывает, например, тот же ГУН на транзисторе?Или сейчас все поголовно ставят микросхемы...

Использовать собственный ГУН имеет смысл, только если есть опыт разработки таких генераторов, имеются ограничения по себестоимости изделия или планируется массовый выпуск. Во всех остальных случаях лучше купить готовый.
А в качестве ФАПЧ действительно удобнее использовать синтезаторы от Analog Devices (надёжность, стабильные характеристики, удобство применения, широкая номенклатура, доступность).

Цитата(loreley @ May 27 2010, 22:50) *
...зачем так много ГУНов в интегральном исполнении и ФАПЧей, если можно взять готовый синтезатор? Маленькая микросхемка размером 1,5х1,5 см содержит в себе и ГУН и ФАПЧ. Т.е. зачем покупать несколько компонентов отдельно, если можно купить один, который по габаритам будет либо такой же, либо меньше, стоимость тоже будет не сильно отличаться...

Невозможно изготовить одну микросхему на все случаи жизни. А за габариты приходится платить. Или деньгами, или характеристиками.
Например, в "маленькой микросхемке", где ГУН и ФАПЧ расположены на одном кристалле, очень сложно избавиться от взаимных помех. На выходе такого синтезатора будут стоять спуры с частотой сравнения, и убрать их (если мешают) - задача далеко не простая.

Цитата(loreley @ May 27 2010, 22:50) *
...взять готовый синтезатор частот, например, PNP-1090-P22...

UMC в своих синтезаторах PNP использует тот же самый Analog Devices ADF4153 и ГУН на рассыпухе (а ГУНы они умеют делать smile.gif). Тоже неплохой вариант решения задачи.
loreley
Забыл добавить,что синтезатор нужен трехканальный - т.е. три раздельных канала, в каждом из которых генерируется своя частота (1550,1750 и 1950 МГц) и выходят они из устройства одновременно.
Цитата
Например, в "маленькой микросхемке", где ГУН и ФАПЧ расположены на одном кристалле, очень сложно избавиться от взаимных помех. На выходе такого синтезатора будут стоять спуры с частотой сравнения, и убрать их (если мешают) - задача далеко не простая.
- вот, такие подозрения и были.
Т.е. когда я узнал,что есть готовые микросхемы, подумал - а зачем ГУН и ФАПЧ отдельно, если можно всё в одну микросхему запихнать. Скажите тогда пожалуйста, какие еще минусы у синтезатора на одной МС, по сравнению с, например, с двумя микросхемами ГУН+ФАПЧ? Взаимное паразитное влияние, а еще что?Ну кроме цены:-))) И что такое спур?Гугл молчит по этому поводу...
Цитата
Использовать собственный ГУН имеет смысл, только если есть опыт разработки таких генераторов, имеются ограничения по себестоимости изделия или планируется массовый выпуск. Во всех остальных случаях лучше купить готовый.
- опыта в проектирвоании ГУНов нет, просто тогда я был далек от синтезаторов и не знал,что есть готовые модули. Пытался сам рассчитать все характеристики ГУН на БПТ и понял,что это задача не одного дня... Помню, в нашем отделе раньше сами разрабатывали транзисторные усилители для собственных изделий. В итоге поняли,что это не рентабельно - занимает много времени и сил, и как следствие денег)))Сейчас ставим только готовые микрухи, например, в качестве усилителей, NBB-400/500, MSA 1105 и т.п. Просто синтезаторами у нас давно никто не занимался, использовали только старые наработки и схемы,которым уже 7-10 лет...
Цитата
Привет, loreley, где-то я Вас уже видел (слышал, читал)! Ура, в нашем полку прибыло!!!
- привет!Ну я недавно задавал вопросы на форуме по поводу сумматоров мощности в схеме усилителя. Правда,сейчас эта работа отошла на второй план. Хотя, мощные транзисторы (на 120Вт) Gree заказаны и жду, когда они окажутся в руках.
Цитата
В Вашем случае для получения крутых характеристик нужна частота опорного генератора 100 МГц, частота сравнения 50 МГц
- а почему именно 100МГц на опорнике? Я так задумывал: опорник 10МГц, частота сравнения на ЧФД равна 1,25 Мгц и коэффициенты деления в тракте ГУН порядка 400. Затем просто ставится умножитель и получаем нужные частоты.
Подводя итоги вышесказанному, я сделал для себя такой вывод - на рассыпухе сейчас собирают синтезаторы:
1 Те,кто в этом очень хорошо разбираются, т.е. профессионалы;
2. Для получения уникальных характеристик, которых не добиться применением готовых микросхем
Не понял только, почему при серийном производстве удобнее использвать синтезаторы на рассыпухе...Ведь монтаж таких тривиальных микросхем легче. Например, тот же ГУН на транзисторе, имеет как минимум элементов 10 (колебательная система, цепи коррекции и выравнивания АЧХ, стабилизации частоты, и смещения и т.д.) - против одной микросхемки.
ledum
Три, конечно хуже, чем один - здесь уже хорошо конструктив продумывать надо, а то спуры - spurious - паразитные составляющие различного происхождения - не только из ФАПа и опоры полезут, но и из-за биений. Но тем более, можно поставить две тройки АДФ-ок и одну четверку, или наоборот. Подчистить сигнал можно будет комбинашкой скажем, http://minicircuits.com/pdfs/LFCN-1800.pdf и http://minicircuits.com/pdfs/HFCN-1320.pdf . Какое-такое умножение? Хотя, философски, вы правы. И чем выше опора - тем меньше синтез будет ее умножать. Каждое удесятирение опоры - минус двадцать дБ по шумам. Каждое удвоение частоты фазового детектора - минус три децибелла по шумам. Поставьте софт - он Вам все покажет на картинках.
VCO
Цитата(loreley @ May 28 2010, 21:28) *
Забыл добавить,что синтезатор нужен трехканальный - т.е. три раздельных канала, в каждом из которых генерируется своя частота (1550,1750 и 1950 МГц) и выходят они из устройства одновременно.
- вот, такие подозрения и были.

Хотел вчера отвечать, но правильно сделал, что повременил. Оказывается, для участия в форуме опыт важен! rolleyes.gif
А может тут целесообразнее прямой синтез использовать: Генератор гармоник на ПТ или ДНЗ на 50 МГц + 3 ПФ для 31, 35 и 39 гармоник. Уровень то небольшой - всего -15...-10 дБм, поэтому усиление проблем не вызовет, если потребуется.
Правда, со знаниями в области фильтрации у меня пока туго, но чую, что можно и без кварцевых обойтись, хотя Mini-Circuit уже не подойдут. sad.gif
Вот здесь http://www.filtro.net/products/filters/filters.asp все фильтры есть, но сможете ли достать по приемлемой цене в единичных количествах - большой вопрос?
Ну да и самим попробовать можно сделать!
khach
Цитата(YIG @ May 29 2010, 06:00) *
Хотел вчера отвечать, но правильно сделал, что повременил. Оказывается, для участия в форуме опыт важен! rolleyes.gif
А может тут целесообразнее прямой синтез использовать: Генератор гармоник на ПТ или ДНЗ на 50 МГц + 3 ПФ для 31, 35 и 39 гармоник. Уровень то небольшой - всего -15...-10 дБм, поэтому усиление проблем не вызовет, если потребуется.
Правда, со знаниями в области фильтрации у меня пока туго, но чую, что можно и без кварцевых обойтись, хотя Mini-Circuit уже не подойдут. sad.gif

Фильтры Murata на коаксиальных диэлектричских резонаторах подойдут. Только в каталогах есть фильтры только для "магических" телекоммуникационных частот. И полоса широковата- 25 Мгц минимум. Соседняя гармоника пролазить будет (кстати, вопрос к автору темы- какой пролаз допустим?). Поэтому прийдется искать фильтры на ближайшие нижние частоты, желательно старые, когда каждый резонатор был отдельным и спаивались вместе припоем, а не в едином керамическом блоке, как современные. И алмазным шлифовальным диском стачивать торец до получения желаемых частот. Для единичного устройства вполне допустимо. А вот если серия- заказывать резонаторы надо. И потом возиться с их подгонкой по частоте. Ну и если самому фильтры собирать- то можно режектор на соседние гармоники сделать. Но вот купить такое точно неполучится.
http://search.murata.co.jp/Ceramy/CatalogA...0L0270S0240A041

http://search.murata.co.jp/Ceramy/CatalogA...0L0270S0240A041
тау
Взять опору 100 , умножить фапчём на 35/2 (в фапче опору REf пополам перед фазовым детектором) , получим 1750M .

Из опоры удвоителем делаем 200МГц , немножко фильтруем и замешиваем двойным балансным смесителем с полученной 1750. Двумя фильтрами на 1550 и 1950 отфильтровываем отдельно 2 боковые . И на выход.
Genadi Zawidowski
Цитата
Забыл добавить,что синтезатор нужен трехканальный - т.е. три раздельных канала, в каждом из которых генерируется своя частота (1550,1750 и 1950 МГц) и выходят они из устройства одновременно.


А требований по взаимной расфазировке трёх сигналов нет? При наличии таких требований только вариант от тау и подойдёт.
loreley
Цитата
А требований по взаимной расфазировке трёх сигналов нет?
- про это ничего не сказано. Возможно потом всплывет. Часто бывает - сначала дают одно ТЗ, потом меняют его, что-то добавляется, что-то убирается и т.п.
Возникли еще непонятные моменты. Пусть, например,я выбрал ГУН такой ROS-404-219+ фирмы Минисёкитс (http://www.minicircuits.com/pdfs/ROS-404-219+.pdf). Я хочу получить с него частоту 387,5 МГц. Вопросы:
Можно ли получить эту частоту с точностью до 0,5 МГц?Дело в том, что в даташите в таблице зависимости выходной частоты от управляющего напряжения с ФАПЧ этого значения нет. Т.е. там идет так: Uупр = 2В, тогда f = 385 МГц, Uупр = 2,25В, тогда f = 389,6 МГц. Неужели получается такой дискретный и большой шаг перестройки управляющего напряжения и соответственно частоты?
Вот в этом ГУНе (http://www.spectrummicrowave.com/vcosheet.asp?pn=TOM9336) вообще получается, что шаг перестройки управляющего напряжения 1В (!), т.е. перестройка частоты идет с шагом 10МГц...
Или я неправ?...
И еще - надо ли в связку ГУН+ФАПЧ (и тот и другой в виде микросхем) вносить дополнительные элементы?Например, управляемый конденсатор? Просто в тех схемах синтезаторов, в которых я копался и в которых ГУН был построен на транзисторном автогенераторе на рассыпухе был как варикап в петле ФАПЧ, так и подстроечный конденсатор. Т.е. без этого конденсатора (был использован CVN6D030A) частота никак не захватывалась. Поэтому приходилось вручную подстраивать его емкость. Затем когда нужная частота была захвачена, надо было еще чутка поменять емкость конденсатора (в плюс/минус), убедившись,что частота захвачена надежно и при изменении в малых пределах емкости генерация не срывается.
Надо ли в покупных ГУНах ставить подстроечные конденсаторы?Или система ФАПЧ сама справится?
Спасибо!
ledum
Выход фапа не дискретный, а непрерывный. Все будет работать, - это же САР. В даташите изготовитль дал точки в которых он провел измерение. Само собой, ГУН можно настроить на любую частоту в пределах диапазона перестройки этого ГУНа. Частоту сравнения делаете 2.5МГц (поделив Вашу опору на 4, а ГУН - на 155). Здесь неплохо должна смотреться ADF4002 - одна из самых малошумящих ADF. Только Вы как-то странно скачете - то одно, то другое надо.
loreley
Цитата
Только Вы как-то странно скачете - то одно, то другое надо.
- я мечусь от одного варианта к другому, т.к. понял, что есть много вариантов построить итоговое нужное мне устройство, поэтому и хочу понять,что будет оптимальней. Стоимость комплектующих в расчет пока не беру, хотя считаю,что 15$ за готовый ГУН (который не надо рассчитывать, настраивать и т.п.) - это приятная мелочь.
На настоящий момент хочу собрать синтезатор на покупном ГУНе и ФАПЧ КН1015, потому как этих ФАПЧей у нас много новых лежит без дела, поэтому и хочу приспособить. Да и программировать ее можно в ручную - заземлить нужные ноги и таким образом ввести необходимые коэффициенты деления. Т.е. сначала попытаться собрать синтезатор наиболее простой, пусть и с не очень хорошими характеристиками, а потом уже делать что-то лучшее, но более обдуманно и с более сложной структурой.
Вопрос относительно ADF4002: у покупных ГУН есть диапазон входного управляющего напряжения, например 0...5, 0...20. Т.е. ФАПЧ должен выдавать эти 20В. У ADF4002 не ясно на счет этого параметра...В графе Logic Outputs есть два значений Output High Voltage (Voh): 1,4 В (со стока транзистора) и 3В-0,4= 2,6 В - какое из них принять во внимание и как быть,если диапазон управляющего напряжения у ГУНа будет порядка 20В?
И надо ли всё-таки ставить подстроечный конденсатор,чтобы сначала руками вывести ГУН на нужный частотный интервал?
Прошу прощения, если вопросы мои глупые wassat.gif
тау
Цитата(loreley @ May 30 2010, 19:22) *
Вопрос относительно ADF4002: у покупных ГУН есть диапазон входного управляющего напряжения, например 0...5, 0...20. Т.е. ФАПЧ должен выдавать эти 20В. У ADF4002 не ясно на счет этого параметра...
У нее есть ножка VP? даете на неё 5V и выход CP у этой микрухи способен будет выдавать на ГУН от 0 до 5V. (но лучше по шумам брать не шире 0.5-4.5 V) .

Цитата
как быть,если диапазон управляющего напряжения у ГУНа будет порядка 20В?
ставится внешний ОУ примерно как на рисунке, при этом макс напряжение будет определяться ОУ.

Цитата
И надо ли всё-таки ставить подстроечный конденсатор,чтобы сначала руками вывести ГУН на нужный частотный интервал?
не надо , если ГУН покупной. У них почти всегда оговорена и минимальная и максимальная частота работы.
loreley
Спасибо,тау!
VCO
Зря игнорируете ADF4002 и заморачиваетесь на отстойные микросхемы, ADF стоят дешево. ГУНы стоят в разы дороже!
Зря игнорируете ADIsimPLL. Только поигравшись с этой программой многое поёмёте. Книги и статьи стоит почитать!
Зря игнорируете вариант, который Вам предложил тау - очень толковое решение, сочетание ФАПЧ и ПС:
верхняя и нижняя частоты фильтруются ФВЧ и ФНЧ высокого порядка, что будет проще реализовать, чем ПФ для ГГ.
ledum
Цитата(YIG @ May 30 2010, 20:33) *
что будет проще реализовать, чем ПФ для ГГ.

На самом деле раскладка по частотам достаточно забавная. На все можно найти стандартные фильтры. 1950 - это те же 1960 PCS-мобилки, что недавно обсуждались, 1750 - это стандартный у нас GSM (DSC) (1747,5), 1550 - даунлинк Турайи и Инмарсата (1542). Можно найти с расположением даже на одной странице http://www.larkengineering.com/lark/FILTER...tandard/App.htm . Самый дешевый опорник на 100МГц - http://search.digikey.com/scripts/DkSearch...me=535-10093-ND - там на складе прямо две версии с разными стабильностями и температурным диапазоном. Ну или если стабильность не столь важна - TXCO типа KXO-900 http://www.geyer-electronic.de/pdfs/qurz/m...1.pdf?langSel=2 на 100МГц где-то за 35 зеленых.
loreley
Цитата
Зря игнорируете ADF4002 и заморачиваетесь на отстойные микросхемы, ADF стоят дешево. ГУНы стоят в разы дороже!
- я не игнорирую. Знаю, что КН1015 старая штука, но она есть на руках и относительно проста.
Цитата
Зря игнорируете ADIsimPLL. Только поигравшись с этой программой многое поёмёте. Книги и статьи стоит почитать!
- ADIsimPLL я поставил уже давно, когда читал форумы по синтезаторам, в частности, когда искал как рассчитываются ФНЧ с петле ФАПЧ. Нашел вот такие полезные калькуляторы:
http://leleivre.com/rf_pll_loop_filter_3rd.html
http://www.aubraux.com/design/pll-design-tool.php
и т.п. Всё это ADIsimPLL тоже умеет делать. На счет книг - основные книги по синтезаторам (Манассевич, Шапиро, Рыжков, Шахгильдян и т.п.) - читал и продолжаю читать. Но пока что есть много чего непонятного, а уже хочется что-нибудь собрать, поэтому и прикидываю какой вариант будет попроще. А дальше уже можно углубляться. Просто можно было бы собрать синтезатор и по старым схемам, по сути уже готовым, ну кое-что переделать. Но решил, что стоит попробовать на современной элементной базе, чтобы было больше микросхем и меньше рассыпухи. Сроки пока терпят, особо меня не подгоняют.
Фильтр пока думаю поставить на МПЛ на резонаторах. Вообщем, это такая самоделка - несколько резонаторов (5 и более) из коаксиального кабеля с сплошным Ф-4Д и посеребренной внутренней жилой. Размеры получаются конечно большие: где-то 2 на 3 см, но зато полоса пропускания порядка 20 Мгц и менее и очень хорошо давит в полосе заграждения. Например, для центральной частоты 1,75ГГц давит при отсройке на 50 МГц на примерно 60-65 дБ.
ledum, за ссылочку на конденсаторы большое спасибо. В свое время искал похожего плана, диапазона GSM, но безуспешно...
loreley
Еще раз привет!Появились новые вопросы...
1. Если есть некоторый фильтр (например, такой, http://www.larkengineering.com/lark/FILTER...5-x75-5cc.html) - у него при отстройке на ~ 100 МГц ослабление порядка 50 дБ. Если мне необходимо ослабление больше, то если поставить последовательно пару таких фильтров - удастся ли увеличить ослабление в полосе заграждения, например, вместо 50 дБ получить 60 дБ? Коэффициент прямоугольности увеличится, а вот ослабление - увеличится ли оно?Если да, то можно ли просто поставить два или три однотипных фильтра подряд или их еще надо будет как-то согласовывать между собой?
2. Где-то читал, что, для уменьшения фазовых шумов коэффиициенты деления в микросхеме ФАПЧ желательно выбирать как можно меньше и частоту сравнения на ЧФД тоже брать самую маленькую из возможных. Действительно ли это так?Если да, то объясните вкрацте почему это так.
На сайте, ссылку на который уже приводил (http://leleivre.com/rf_pll_pfd_freq.html) задается опорная частоты, частота ГУН и затем выдается оптимальная частота ЧФД - рассчитывается автоматом. Хотелось бы знать из каких соображений ее выбирать.
3. На счет петлевого фильтра в цепи ФАПЧ - мнения разных авторов по поводу полосы пропускания этого ФНЧ и фазовых шумов - отличаются. Например, здесь (http://geforcetweak.ru/content/view/470/33/) - говорится, что "Шум в пределах полосы пропускания петли подавляется, в то время как за пределами полосы пропускания шум может возрасти. Таким образом, желательно разрабатывать фильтр с максимально возможной полосой пропускания {в заданных пределах запаса по фазе, разумеется)."
Из даташита на рис. 2 (http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00846a.pdf) - тоже видно, что при увеличении ПП фильтра, фазовые шумы уменьшаются.
Мнение по поводу увеличения полосы пропускания, с целью уменьшения фазовых шумов встречал и в других источниках. Но в некоторых источниках, наоборот, говорится, что для уменьшения фазовых шумов на выходе ФАПЧ, полосу пропускания ФНЧ надо делать как можно меньше. Например, из книги Бунин, Справочник радиолюбителя-коротковолновика "Уровень фазовых шумов снижают путем уменьшения шумов всех узлов, входящих в систему ФАПЧ и сужением полосы пропускания ФНЧ петли ФАПЧ. Последнее, однако,сужает полосу захвата и удержания, удлиняет время переключения и может быть причиной неустойчивой работы ФАПЧ"
VCO
Цитата(loreley @ Jun 6 2010, 15:47) *
1. Если есть некоторый фильтр (например, такой, http://www.larkengineering.com/lark/FILTER...5-x75-5cc.html) - у него при отстройке на ~ 100 МГц ослабление порядка 50 дБ…

Ссылка вроде бы битая…
Цитата
2. Где-то читал, что, для уменьшения фазовых шумов коэффиициенты деления в микросхеме ФАПЧ желательно выбирать как можно меньше

Так и есть!
Цитата
и частоту сравнения на ЧФД тоже брать самую маленькую из возможных.

А вот это – неправильно, к тому же противоречит первой мысли. Ведь, чем меньше делим, тем выше частота сравнения.
Может опечатались или описАлись? smile.gif
Цитата
Действительно ли это так? Если да, то объясните вкратце почему это так.

Есть известная формула, по которой можно оценить уровень шумов синтезатора, построенного на ФАПЧ:
PhaseNoise = (Phase Noise Index) + 20log(N) + 10log(Fcomp)
Эта формула приговаривает разработчика к стремлению увеличивать Fcomp. Логика проста: чем больше Fcomp, тем меньше N, тем меньше PN, так как 20>10.
Цитата
На сайте, ссылку на который уже приводил (http://leleivre.com/rf_pll_pfd_freq.html) задается опорная частоты, частота ГУН и затем выдается оптимальная частота ЧФД - рассчитывается автоматом. Хотелось бы знать из каких соображений ее выбирать.

Из соображения наибольшего делителя (не обязательно целого), образующего целые частные (коэффициенты деления). Это справедливо лишь для целочисленных ФАПЧ.
В дробночисленных всё сложнее, там другой калькулятор нужен.
Цитата
3. На счет петлевого фильтра в цепи ФАПЧ - мнения разных авторов по поводу полосы пропускания этого ФНЧ и фазовых шумов - отличаются. Например, здесь (http://geforcetweak.ru/content/view/470/33/) - говорится, что "Шум в пределах полосы пропускания петли подавляется, в то время как за пределами полосы пропускания шум может возрасти. Таким образом, желательно разрабатывать фильтр с максимально возможной полосой пропускания {в заданных пределах запаса по фазе, разумеется)."
Из даташита на рис. 2 (http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00846a.pdf) - тоже видно, что при увеличении ПП фильтра, фазовые шумы уменьшаются.
Мнение по поводу увеличения полосы пропускания, с целью уменьшения фазовых шумов встречал и в других источниках. Но в некоторых источниках, наоборот, говорится, что для уменьшения фазовых шумов на выходе ФАПЧ, полосу пропускания ФНЧ надо делать как можно меньше. Например, из книги Бунин, Справочник радиолюбителя-коротковолновика "Уровень фазовых шумов снижают путем уменьшения шумов всех узлов, входящих в систему ФАПЧ и сужением полосы пропускания ФНЧ петли ФАПЧ. Последнее, однако,сужает полосу захвата и удержания, удлиняет время переключения и может быть причиной неустойчивой работы ФАПЧ"

Не знаю, что там за радиолюбитель Бунин такой, но подобные книжульки принципиально не читаю, ровно как и “Весёлые картинки” курского радиолюбителя Нечаева под названием “Радио”. Не сомневаюсь, что и первый, и последний делают ФАПЧ на самой дешёвой логике, поэтому там всё может быть шиворот на выворот. Читайте серьёзные книги и статьи, их по синтезу немало. Для начала это прочитайте (я пять лет назад с них начинал знакомство с синтезом), хоть и простые, но профессиональные статейки.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
loreley
Ссылку не правильно вставил...Вот такая http://www.larkengineering.com/lark/FILTER...75-x75-5cc.html
Ну это особо и не важно, какой именно фильтр:-)). Главное вот что: увеличится ли ослабление в полосе заграждения цепочки из двух однотипных фильтров по сравнению с одним фильтром? Я почему спрашиваю - в принципе фильтры на МПЛ очень хорошо давят в полосе заграждения, но занимают много места и требуют настройки. Одиночные фильтры (керамические, ПАВ) - не дают такого ослабления, но они гораздо меньше по габаритам. Поэтому и хочу выяснить - если сделать цепочку из фильтров с ослаблением 50 дБ при отсройке, скажем, на 100 МГц от центральной частоты - то увеличится ли ослабление такой цепочки фильтров? Смогу ли получить ослабление выше, скажем 60 дБ, 65 дБ и т.д.?
На счет полосы пропускания: за материалы спасибо, позже их внимательно посмотрю. Но вот нашел еще в книге Белов. Л.А."Формирование стабильных частот и сигналов". Там тоже сказано,что уменьшение полосы пропускания ФНЧ в петле ФАПЧ ведет к снижению фазовых шумов. Да и по логике - ведь чем уже полоса, тем меньше всего будет на выходе, всяких паразитов.
PhaseNoise = (Phase Noise Index) + 20log(N) + 10log(Fcomp) -хотел уточнить по этой формуле.
В прикрепленном документе Fcomp - частота сравнения ЧФД. N - отношение генерируемой частоты к шагу перестройки. А если у меня нет шага, ну т.е. он постоянный?Phase Noise Index сколько его брать?Смотреть в спецификации в ГУН?
И всё-таки - напишите плиз - как зависят фазовые шумы от полосы пропускания ФНЧ?Уменьшаются или увеличиваются при том или ином изменении ПП?
тау
Цитата(loreley @ Jun 6 2010, 15:47) *
1. Если есть некоторый фильтр ....ослабление порядка 50 дБ. Если мне необходимо ослабление больше, то если поставить последовательно пару таких фильтров - удастся ли увеличить ослабление в полосе заграждения, например, вместо 50 дБ получить 60 дБ?
через развязывающие цепи можно , обычно друг за другом фильтры не ставят , они будут нехорошо влиять друг на друга, искажая АЧХ. Два фильтра, каждый ослабляя на 50 в сумме дадут 100дБ на соответствующей отстройке. Но зачем оно такое надо ? если Вы получили Фапчём 1750МГц , то спуры с отстройкой 100M хотите задавить еще на 100 дБ?. Нормально сделанный целочисленный ФАПЧ не даст Вам таких спуров , чтобы их так беспощадно пришлось бы давить. Поэтому проблема с многими фильтрами мне кажется искуственно надуманной.
Цитата
3. На счет петлевого фильтра в цепи ФАПЧ -.....
Из даташита на рис. 2 (http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00846a.pdf) - тоже видно, что при увеличении ПП фильтра, фазовые шумы уменьшаются.

Из одного частного случая не надо делать глобальных выводов . В том даташите нарисовано уменьшение фазовых шумов с увеличением полосы петли потому что VCO применен очень шумящий. С шумливыми VCO требуется расширять полосу фильтра , для подавления шума самого VCO (в полосе петли шумы VCO давятся) . Если же у Вас малошумящий VCO , а вы сделали широкую петлю (шире чем некоторый оптимум, расчет которого наглядно делается в ADISimPLL) , то за пределами полосы петли у вас шум получится выше чем мог бы быть с более узкой петлей. Может случиться ситуация, что VCO хороший, а фильтр после ФД - шумящий . Результат тоже будет как в приведенном даташите. Для некоторых разработчиков очень важен шум на малых отстройках, например до 20...100 кГц , а дальше они допускают некоторое увеличение. А бывает наоборот, разумнее не допускать роста шума на дальних, потому что драматически увеличивается джиттер вырабатываемого сигнала и паразитная ЧМ девиация (несмотря на сравнительно низкий шум в малых отстройках). Одной-двумя фразами всех нюансов не описать.
Цитата
В прикрепленном документе Fcomp - частота сравнения ЧФД. N - отношение генерируемой частоты к шагу перестройки. А если у меня нет шага, ну т.е. он постоянный?Phase Noise Index сколько его брать?Смотреть в спецификации в ГУН?
N - это отношение частоты VCO к частоте работы фазового детектора , которое и определяет шаг по частоте для целочисленных синтезаторов. Поэтому для Вас оптимальная частота ФД =50 МГц, чтобы целочисленным умножением получить 1750M. Минимальное N для Вас =35. Строите картинку фазовых шумов опорного генератора, приподнятую на 20Log(35), Строите рядом картинку шумов микросхемы PLL исходя из нормализованного значения + 20Log(35) +10Log(50e6) , строите картинку фазовых шумов VCO, смотрите где они пересекаются и что почём. Впрочем, AdiSimPll это сделает за Вас, если введете нужные данные.
loreley
Спасибо! На счет фильтров - хотел узнать не только применительно к синтезаторам, а вообще. Просто есть много микросборок, и везде на высоких частотах стоят фильтры на МПЛ. Если ставить на ПАВ, то будет значительная экономия места. Подскажите пожалуйста на счет развязывающих цепей: если фильтры сделаны так, что у них по входу и выходу 50-Ом, и на входе и выходе цепочки таких фильтров тоже будет 50-Ом - то надо ли ставить цепи равзязки? Что это за цепи?Как у транзисторов - на сосредоточенных и распределенных элементах?Но там просто для транформации сопротивлений по входу и выходу. А если здесь будет везде 50-Ом, то всё равно надо ставить? Тогда особой экономии места и не будет((((((Если два-три фильтра, да еще цепи развязки - то на то и выйдет. Тогда наверно нет особого смысла менять МПЛ фильтры на ПАВ ради экономии места...
И на счет спуров (sourios) - на предыдущей странице ledum ответил,что это "паразитные составляющие различного происхождения - не только из ФАПа и опоры полезут, но и из-за биений" - т.е. это попросту говоря обычные наводки, паразитные гармоники и прочее?Дело в том,что впервые встречаю такое слово wassat.gif
"но и из-за биений" - а можно подробнеее, что за биения?
VCO
Цитата(loreley @ Jun 6 2010, 23:23) *
Просто есть много микросборок, и везде на высоких частотах стоят фильтры на МПЛ. Если ставить на ПАВ, то будет значительная экономия места...

Особой экономии места от ПАВ-фильтров не заметил: мало того, что они сами требуют тщательного экранирования друг от друга и от других "звенящих элементов", часто требуется ставить усилители, иногда до и после ПАВ-фильтра, так как последние хорошенько просаживают сигнал. Вот другое дело - керамика и монолиты: и места совсем мало требуют, и согласования не надо.
Цитата
И на счет спуров (sourios) - на предыдущей странице ledum ответил,что это "паразитные составляющие различного происхождения - не только из ФАПа и опоры полезут, но и из-за биений" - т.е. это попросту говоря обычные наводки, паразитные гармоники и прочее?Дело в том,что впервые встречаю такое слово wassat.gif
"но и из-за биений" - а можно подробнеее, что за биения?

ledum имел ввиду биения между тремя ГУНами ФАПЧ, которые предложил. Всё дело в том, что в таком варианте Вы будете иметь не 2 генератора (ГОЧ и ГУН), как в простой ФАПЧ, а 4 (ГОЧ и 3 ГУНа). Если контуры ФАПЧ и ГУНы не изолировать как следует по ЭМ полю и утечкам, то они будут взаимодействовать и давать дополнительные палки, так как по фазе они будут рассогласованы, хотя по частоте - когерентны (ГОЧ у них общий). Это рассогласование проявится в биениях. Я потому и предложил прямой синтез для Вашего случая, там биений быть не должно. Если у Вас нет проблем с фильтрами, он может подойти, хотя мне больше понравился вариант, предложенный тау.
loreley
Цитата
Если контуры ФАПЧ и ГУНы не изолировать как следует по ЭМ полю и утечкам
- экранирование предполагается следующего плана. Корпус будет разделен на три отсека, в каждом из которых будет свой канал на нужную генерируемую частоту. Т.е. будет три отдельных печатных платы, каждая из которых будет крепится в соответсвующих отсек. ОКГ будет в четвертом отсеке.
И вот еще всё-таки думаю, какие недостатки у единой микросхемы синтезатора по сравнению с двумя (ГУН+ФАПЧ) - на предыдущей странице MikeSmith писал:
Цитата
Невозможно изготовить одну микросхему на все случаи жизни. А за габариты приходится платить. Или деньгами, или характеристиками.Например, в "маленькой микросхемке", где ГУН и ФАПЧ расположены на одном кристалле, очень сложно избавиться от взаимных помех
- посмотрел на сайтах ведущих производителей и не увидел преимуществ связки ГУН+ФАПЧ по сравнению с единой микросхемой синтезатора. Т.е., цена примерно сопоставимая (плюс-минус несколько долларов не в счет, если не планируется изготавливать конечное устройство сотнями штук), характеристики одной МС не хуже связки двух, ну или хуже, но не сильно. Т.е. нет критичной разницы.
MikeSmith
Цитата(loreley @ Jun 6 2010, 15:47) *
... если поставить последовательно пару таких фильтров - удастся ли увеличить ослабление в полосе заграждения, например, вместо 50 дБ получить 60 дБ? Коэффициент прямоугольности увеличится, а вот ослабление - увеличится ли оно? Если да, то можно ли просто поставить два или три однотипных фильтра подряд или их еще надо будет как-то согласовывать между собой?

А разве коэффициент прямоугольности и ослабление (в полосе заграждения) не взаимосвязаны? Ослабление увеличится. Только не всегда 50 дБ + 50 дБ = 100 дБ (при малых габаритах фильтров и плотной компоновке сигнал пролезает мимо фильтров), но 60-70 дБ получится без проблем. Напрямую фильтры друг с другом обычно не включают. Увеличивается неравномерность АЧХ в полосе пропускания. Хотя, если требуется фильтровать сигнал фиксированной частоты, на это можно не обращать внимание.
Если требуется усиление, фильтры удобно развязать усилителем. Если потери не важны, можно установить аттенюатор на ~3 дБ. Например, в FSH6 (см. тему про плюшевого Мишку) между двумя однотипными фильтрами (836 МГц) установлен только конденсатор, а аттенюатор вынесен после фильтров. Обратите внимание - там фильтры разделены экранирующей перегородкой.

Цитата(loreley @ Jun 6 2010, 15:47) *
2. Где-то читал, что, для уменьшения фазовых шумов коэффиициенты деления в микросхеме ФАПЧ желательно выбирать как можно меньше и частоту сравнения на ЧФД тоже брать самую маленькую из возможных.

Если отдельно рассматривать N и Fpfd (оно же Fcomp), то это правильно. Грубо говоря, коэффициент деления N определяет коэффициент усиления шумов опорника, фазового детектора, делителя и Loop-фильтра. Чем N меньше, тем лучше. Шумы фазового детектора с уменьшением частоты (сравнения) тоже уменьшаются (см. графики в Datasheet например на ADF4153).
Но степень влияния на общий шум разная: 20Log(N) и 10Log(Fpfd). Поэтому увеличение частоты сравнения и приводит к уменьшению фазовых шумов. В 2 раза увеличиваем частоту сравнения, шум проседает на 3 дБ. Но это относится только к шумам в полосе пропускания Loop-фильтра.
И вообще, для получения конкретных советов пора уже определиться с требованиями по фазовым шумам.

Цитата(loreley @ Jun 7 2010, 01:56) *
... цена примерно сопоставимая (плюс-минус несколько долларов не в счет, если не планируется изготавливать конечное устройство сотнями штук), характеристики одной МС не хуже связки двух, ну или хуже, но не сильно. Т.е. нет критичной разницы.

Синтезатор "два в одном" гораздо дешевле. Например, ADF4350 ($10.3) или ADF4360 ($3.1) против "взрослого" синтезатора ADF4153 ($2.3) + AD797 ($5) + VCO (~$20). Т.е разница в цене будет некритична только для единичного изделия.
ledum
Цитата(loreley @ Jun 7 2010, 00:56) *
- экранирование предполагается следующего плана. Корпус будет разделен на три отсека, в каждом из которых будет свой канал на нужную генерируемую частоту. Т.е. будет три отдельных печатных платы, каждая из которых будет крепится в соответсвующих отсек. ОКГ будет в четвертом отсеке.
И вот еще всё-таки думаю, какие недостатки у единой микросхемы синтезатора по сравнению с двумя (ГУН+ФАПЧ) - на предыдущей странице MikeSmith писал:
- посмотрел на сайтах ведущих производителей и не увидел преимуществ связки ГУН+ФАПЧ по сравнению с единой микросхемой синтезатора. Т.е., цена примерно сопоставимая (плюс-минус несколько долларов не в счет, если не планируется изготавливать конечное устройство сотнями штук), характеристики одной МС не хуже связки двух, ну или хуже, но не сильно. Т.е. нет критичной разницы.

Экранирование, осеки это хорошо. Но.
Не должно создаваться условий образования объемных резонаторов с резонансной частотой, попадающей в полосу усилителей, если они есть в данной коробульке - уже обсуждалось, либо очень маленькие отсеки, либо один очень большой с поглотителем, либо сформировать лабиринт со свойствами запредельного волновода.
Не забыть проходные фильтры по питанию и управлению, хотя бы СМД-шные.
Что касается последовательно фильтров, то вопрос сложнее. Иногда можно включать без развязки аттенюаторами и/или усилителями. Особенно касается вещи в себе - ПАВовских. Тем более в Вашем случае, когда интересует только одна частота в диапазоне. На рисунке первый попавшийся EPCOS B3522 один и два последовательно без развязки. Это абсолютно не означает, что Вы получите подавление за 90дБ. В лучшем случае, дБ 75 - 80. Из-за паразитных пролазов. Но если есть время и желание можно постараться.
Что касается ГУН и ФАП в одном корпусе. У нас есть четкий пролаз ГУНа деленного на прескалер и опоры (10МГц) на выход, конечно все решается установкой одного ФВЧ. В варианте ГУН и синтез в разных корпусах этого явления нет вообще. Но разница по цене раз в пять.
ЗЫ. Честное слово я не видел предыдущего поста, когда писАл свой smile.gif ...
VCO
Цитата(loreley @ Jun 7 2010, 01:56) *
И вот еще всё-таки думаю, какие недостатки у единой микросхемы синтезатора по сравнению с двумя (ГУН+ФАПЧ)

Несколько слов в довесок:
ИМХО не всегда корректно сравнивать микросхемы синтезаторов с ФАПЧ+ГУН, так как последние предоставляют массу возможностей, недоступных первым, а характеристики последних могут быть на порядок круче первых.
Кроме того, микросхемы синтезаторов и микросборки синтезаторов – в корне разные вещи, в т.ч. и по характеристикам. Сравните хотя бы ADF4360 Analog Devices и MTS2500-200400-10Synergy Microwave. Несравнимые вещи ни по цене, ни по характеристикам!
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.