Доброго времени суток!
Есть задача определения наличия сигнала опорной частоты на входе системы ФАПЧ.
Известно что сигнал может быть с частотой 5, 10 и 100МГц.
Необходимо определять есть ли сигнал и с какой частотой, измерять точно частоту сигнала нет необходимости.
Есть идея использовать три фильтра на соответствующие частоты плюс детекторы и встроенный многоканальный АЦП в микроконтроллер типа ATmega. Может я велосипед изобретаю???
Посоветуйте красивое решение.

Я бы всё-таки с помощью CPLD посчитал, меньше геморроя. А что там у Вас на плате будет стоять: микроконтроллер или ПЛИС?

Что, только частоту надо определять? Ненадо амплитуду контролировать, фазовые шумы итд? Тогда радиолюбительский частотомер на PIC16 и внешней декадой на 74AC74 или той же атмеге, только тогда надо декаду подлиннее (зависит от тактовой частоты атмеги, потому что у PIC прескалер асинхронный, а у Атмеги - синхронный). Это дешевле фильтров и места меньше займет. Кстати, вы не сказали время реакции детектора, а то для микросекундных времен- действительно только набор фильтров, детекторов и компараторов подходит.
Как вариант- можно вообще не определять частоту опоры, а сделать петлю с захватом на любую гармонику кратную 5 Мгц, хотя незнаю, подходит ли это решение в вашем случае.

В первом приближении хотим поставить микроконтроллер, поскольку в предыдущих разработках (правда без контроля опорного сигнала) их уже использовали.


Наверно я не совсем правильно поставил вопрос, надо определять и амплитуду опорного сигнала, но только для того чтобы принять решение о его отсуцтвии или наличии (для нормальной работы ФАПЧ). Фазовые шумы контролировать не надо.
Требуется в зависимости от частоты опорной сигнала, поданного на вход ФАПЧ, при включении питания или по команде переконфигурировать ФАПЧ.
Последний предложенный вариант не подходит, поскольку при более высокой частоте хотим повышать частоту сравнения в кольце ФАПЧ.

Последний вариант как раз и обеспечивал автоматическое управление частотой сравнения- она всегда была опора/2 (просто пропустили внешнюю опору через счетный триггер. Т.е захват был возможет от любой опоры кратной 10 Мгц и соответственно петля была вообще без счетчиков. Конечно, полоса захвата была весьма узкой, но нас устраивало и никаких спуров и цифровых помех т.к в качестве ФД- обычный балансный диодный детектор немного перекаченный по амплитуде.
Просто хочу предупредить- схема контроля опоры может сильно загадить саму опору. От диодных детекторов пролазили цифровые помехи от микропроцессора (забыли поставить развязывающи ОУ), пересчетная декада тоже "какала на голову"- понадобился развязывающий ВЧ усилок после сплиттера. Как вариант- поставить в петле фапч опры повторитель управляющего сигнала и завести его на АЦП атмеги. Настраиваем по-очереди синт на 3 частоты и смотрим захват или на каком пределе лежит петля (для определения наличия опоры вообще). Цена вопроса- одна ножка проца и операционник.

Тогда еще вопрос, по землям надо развязывать цифру и СВЧ, например, оптронами для снижения влияния цифры на спектр сигнала гетеродина.
Раньше ставили ADUMы, но они сами генерят около 1МГц, есть идея отвязываться от всех цепей управления оптронами, например от AVAGO.
Правда при схеме контроля опорного сигнала при использовании встроееного АЦП в микроконтроллер очень сложно будет отвязаться полностью...

А их невозможно развязать- СВЧ должно с корпусом контактивать по-определению. Цифра- тоже (через блоки питания, интерфейсы, клавиатуры итд). Отвязывали обычно только в приемнике оцифровщик, демодулятор и последнюю ПЧ, если она была достаточно низкая и попадала в полосу рабочих частот цифры (10.7 Мгц, 22 Мгц, ну может 38 МГц). Вот тогда последний смеситель, фильтр, АЦП отвязывались (трансформаторами по ВЧ тактовой и оптронами по цифре). Но это только для АЦП с последовательной шиной применялось.
А так обычно изоляция производилась НЧ операционниками с СВЧ фильтрами. Например по сигналам управления PiN диодными аттеюаторами. С ЦАПа всегда лезет зашумленный по цифре сигнал. А после НЧ ОУ шума на тактовых частотах цифры (десятки Мгц) уже нет, соответсвенно нет палок в спектре. С другой стороны, с выхода опера стоит СВЧ фильтр, чтобы то, что прилезло по СВЧ из PiN диодного аттеюатора, не пошло гулять по цепям питания операционников. Даже релейные сигналы (типа управления ВЧ свичами) желательно развязать аналоговыми буферами- они и уровни согласуют с цифрой, и через них мусор с цифры непролезет.
Гетеродин развязывать- надо посмотреть на шумы из микросхемы ФАПЧ. Она то все равно будет со стороны СВЧ стоять. Смотря что там на управляющих входах творится. Если они идут напрямую с FPGA- то фильтры поставить сигнальные или (и) буфер с чистым питанием. Обычно достаточно- все равно петля внеполосные подавит.
Про шумы и спуры от тактовых DC-DC на гальванически отвязанных участках- это отдельный больной вопрос, на него надо очень сильное внимание обращать.

Развязываться имхо вообще не надо! Чтобы не повторяться, дам ссылку на то, что я думаю по этому поводу: http://electronix.ru/forum/index.php?showt...5941&st=109 (вторая половина поста)
А по поводу того, как развязаться по входу опоры согласен с khachем, лучше её вообще не трогать. Вот только есть один минус: фазовые шумы синтезатора также зависят от уровня опоры на входе ФАПЧ. Накрайняк - делитель мощности или направленный ответвитель + коммутаторы, например, Hittite HMC349. Трансформатор я не рискнул бы ставить!

если только три частоты , то почему бы не попробовать использовать в качестве контрольного выход фильтра ФАПча.
если уровень сигнала с выхода фильтра фапча лежит в диапазоне хх...yy , то фапч сконфигурен правильно. Если за пределами диапазона - то переключаем фапч, гуны , фильтры (по необходимости) и опять смотрим через некоторое время скока там постоянка на варикапах . За допуском - опять переключаем и так до бесконечности , пока не остановится. Кончно, ФД фапча должен быть соответсвующим , не на диодах.

Тут есть один ньюанс- опора внешняя обычно внешняя, простите за тавтологию. А это-достаточно длинный кабель. А на нем-50 Гц на оплетке и вообще неизвестно откуда. Соответсвенно, с такой опоры обычно видны "уши" у сигнала на 50 и 100 Гц. А вот трансформаторная развязка на РЧ трансформаторе обычно эти уши зарезает, т.к наводка на кабеле синфазная.

Спасибо, Александр, но я пока с ушами (или ухами! ) на 50N Гц не сталкивался, буду бдителен. Я лишь хотел описать своё мнение по этому вопросу на основе своего скромного опыта, а не давать свои "авторитетные?" советы. У Вас опыт в разы выше моего, поэтому уступаю Вам дорогу, снимая шляпу! Это искренне...

Амплитудный детектор, компаратор и перезагрузка ФАПЧа контроллером до появления цифрового захвата... и никаких гвоздей...

Хм! Вы, уважаемый Dr.Drew, опять в точку бьёте!!!
Попытаюсь добить с Вашей подачи:
Ничего не надо!!!
Пытаетесь заФАПЧевать от 5 МГц - получилось (LD в позитиве), УРА!!! Не получилось (LD в негативе) - см. ниже.
Пытаетесь заФАПЧевать от 10 МГц - получилось (LD в позитиве), УРА!!! Не получилось (LD в негативе) - см. ниже.
Пытаетесь заФАПЧевать от 100 МГц - получилось (LD в позитиве), УРА!!! Не получилось (LD в негативе) - хреново .
Как-то так, так-то, вот так!!!

Будете смеяться, но именно так в одной из наших систем самокалибруется система фапч ЖИГ генератора. Да еще и номера гармоник строб смесителя, на которых происходит захват, неизвестны. Так что в каждой шутке есть доля шутки :-)

Ну да, Вы с самого начала на этом настаивали, уже подтверждал и не отрицаю! Но указанная последовательность в алгоритме позволяет исключить заФАПЧевание по гармонике, что само по себе важно! Детали иногда тоже важны, без них не всё понятно. Предлагаю авторство раз(де)лить на троих: Dr.Drew, я и Вы!

А по подробнее можно узнать насчет зарезания "ушей" 50 и 100Гц опоры. Имеем устойчивую проблему на своей аппаратуре, поскольку опору формирует и распределяет другая лаборатория. Понятно что дело в землях и длинных кабелях. Но что конкретно можно сделать и что реально получить в результате?




Мне нравится!!!!
Все гениальное просто... нет ничего лишнего.
К тому же LD все равно заводиться на микроконтроллер.

Welcome to HELL, как говориться. Ну, во первых, надо понять что приходит по кабелю- 10Мгц и 50 Гц или уже модулированные 10+-50. Потому что во втором случае надо разбираться с передающей стороной. Радикальное решение- заменить кабель на световод. Оптические модуляторы и демодуляторы с BNC раземами и удовлетворительным (иногда) джиттером можно найти. Потребуется только внешенее питание преобразователей. Световоды- обычные коммуникационные, если нет сверхтребований по джиттеру. Как временное решение- гальваническая развязка на кабель на РЧ трансформаторе с обязательной гальванической развязкой земель входа и выхода (изолированный корпус разъема). Для одной экстремальной разработки делали развязку без феррита- кусок полужесткого кабеля работал трансформатором- оплетка- первичка, внутренняя жила-вторичка. Только частота эталона была по-выше выбрана.

а выход "синхронизация" muxout ФД, если подходит то красивое решение для всех частот, кстати там присутствует и частота сравнения...

Вот тут вопрос сложный и надо посмотреть, а то мы уже результат видели в гетеродине...

А вообще хотел бы обсудить плюсы и минусы передачи сигнала опорной частоты по оптике.
Понятно что есть преимущества:
1. Гальваническая изоляция.
2. Помехозащищенность.
3. ...

Но и очевидны некоторые недостатки:
1. Модуляция/демодуляция приводит к дополнительному джитеру, и не совсем ясно как отражается на фазовых шумах?
2. Ограниченный динамический диапазон оптических модуляторов приводит к снижению отношения С/Ш при передаче сигнала и тоже по идее должно влиять на фазовые шумы?
3. ...

Хотелось бы определиться насколько резонно использовать оптику?