Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Проблемма выбора генераторов.
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника > Rf & Microwave Design
Chapt
Здравствуйте. Собственно стала задача. Необходимо выбрать генератор. Известна допустимая девиация фазы , известны допустимый уровень шумов. Производитель часто приводит только 2, 3 точки спектральной плотности мощности фазовых шумов, собственно вопрос - как по этим данным вычислить девиацию фазы, частоты и уровень шумов данного генератора. Интересует именно как это решается математически.
p.s. поиском пользовался, Манасевича читал.
ledum
Цитата(Chapt @ Dec 12 2010, 22:49) *
Известна допустимая девиация фазы , известны допустимый уровень шумов. Производитель часто приводит только 2, 3 точки спектральной плотности мощности фазовых шумов, собственно вопрос - как по этим данным вычислить девиацию фазы, частоты и уровень шумов данного генератора. Интересует именно как это решается математически.

Черт, вот уж эта терминология. По первому вопросу, если это джиттер фазы, то есть куча калькуляторов типа http://www.raltron.com/cust/tools/osc.asp или http://www.jittertime.com/resources/pncalc.shtml и так далее , по второму - не понял нафига интегральный шум. Спектральная плотность мощности шума на контрольных точках гораздо информативнее - можно, например, подсчитать избирательность приемника на отстройке хх при полосе приемника хх. А вот с интегральным шумом... Куда его приткнуть?
Насчет частотной... если Вы так называете девиацию Аллана, то у венцеля был спридшит на Экселе http://www.wenzel.com/files/noise.zip
Dr.Drew
Как правило, для построения модели Лисона для СПМ фазового шума генератора в диапазоне отстройек от 100 Гц до бесконечности нужно три числа: остаточный шум, точка сопряжения фликкера активного прибора и точка сопряжения "добротности" (скажем так). Можно обойтись и двумя, если известен тип активного прибора в генераторе. В большинстве случаев - это биполярный транзистор. У них фликкерная граница находится на 10 кГц.
Можно пойти другим путём. Иногда фазовый шум приводят для отстройки 10 кГц и 1 МГц. Если это генератор на биполярном транзисторе, то вычитаем из значения 3 дБ и в дальне отстройки уходим со спадом 20 дБ/дек, а в ближние - 30 дб/дек. На дальних отстройках упрёмся в статочный шум как бы равный шуму на 1 МГц.
Для кварцевых генераторов немного по другому. Там фликкерная граница находится дальше границы добротности - по незнанию можно препутать одно с другим. Поэтому в характеристике ФШ видно два спада 30 и 10 дБ/дек.
Для генераторов на ПТ фликкерная граница активного прибора может доходить до 1 МГц.

А теперь про математику. Среднеквадратическая девиация фазы считается по модели Лисона. Для этого нужно знать дипазон отстроек, так как оконечное устройство в системе работает в конечном диапазоне частот и шум на других частотах его не колышит. Для расчёта девиации фазы нужно перевести СПМ ФШ из дБ в размерность 1/Гц, умноижть на два и вычислить дисперсию процесса интегрированием с последующим извлечением корня. Размерность результата будет в радианах.
Девиация частоты считатеся так же, только нужно учесть, что частота - это производная фазы и добавить множитель частоты к модели Лисона.
ledum
Единственное, если значение девиации фазы используется сплошь и рядом (например, в расчете линков с КАМ особенно 256 и выше, чтобы дужка не попала в соседнюю позицию на фазовой плоскости или при расчете ухудшения разрешалова АЦП), то девиацию частоты проверяли только по ТУ на одно из изделий и на вопрос, а на фига это надо, ответа не получили, кроме "есть в ГОСТе" (именно расчитывали по СПМШ, полученной на ИФ-1603СА)
То Dr.Drew Что касается частоты границы фликкера - надо все-таки смотреть Af и Kf в даташите. На Ваши точно были. Едаборд за последние 2 года совсем испортился - там одни иранцы и индусы, распугали нормальный народ, к сожалению, интересная тема закончилась ничем.
Вот выдержка из статьи Chris Bartram "A New Low-Noise VHF Crystal Oscillator Topology"
Цитата
Low 1/f noise from a maintaining amplifier is achieved by selection of a suitable device, operated at appropriate
supply voltage and current, by presenting the device with suitable terminating impedances at both baseband and
at the frequency of operation, and by ensuring that the amplifier operates as a linear device. Unfortunately,
probably because it's difficult to guarantee, manufacturers of rf devices are coy about revealing 1/f noise data in
their data sheets, however, it is sometimes contained in device SPICE parameters. Look for KF (1/f noise
coefficient) and AF (1/f noise exponent). If these parameters are other than 0 and 1 respectively (the default
values) then the 1/f noise model is probably valid at some level. Fig 5 shows a QUCS(7) low-frequency noise simulation of an NE68833. The 1/f noise corner frequency, defined as where the noise level rises by 3dB, is at around 300Hz in this case.

Т.е. - давайте не ставить плохие транзисторы в ГУНы с частотой среза по фликкеру 10кГц
Ну и о моделях шумов генераторов из https://scholar.sun.ac.za/bitstream/handle/....pdf?sequence=1
тау
Цитата(ledum @ Dec 13 2010, 10:35) *
... то девиацию частоты проверяли только по ТУ на одно из изделий и на вопрос, а на фига это надо, ответа не получили, кроме "есть в ГОСТе"

при неудачно выбранных ПЧ паразитная девиация частоты начинает болтать также и амплитудой. В одном девайсе пришлось в 5 раз поднимать частоту ПЧ и расширять полосу.
ledum
Цитата(тау @ Dec 13 2010, 10:38) *
при неудачно выбранных ПЧ паразитная девиация частоты начинает болтать также и амплитудой. В одном девайсе пришлось в 5 раз поднимать частоту ПЧ и расширять полосу.

В доплеровской станции это потребовалось. Я уже вспомнил. 10Е-13 за 1мс. Но все равно, в большинстве случаев СПМШ достаточно информативно.
Dr.Drew
Цитата(ledum @ Dec 13 2010, 10:35) *
Т.е. - давайте не ставить плохие транзисторы в ГУНы с частотой среза по фликкеру 10кГц

Да вот тут надо вспомнить про системные требования. Генераторы сейчас редко бывают free run - в ФАПЧах больше работают. А там при полосах петель порядка 100 кГц на фликкерную границу внимания не обращают - шумы ГУН давятся. Ну и моща в резонаторе тоже не последнюю роль играет. Если удастся её поднять более высокочастотным транзистором, пусть даже с большей фликкерной границей, где-то шумы останутся на месте, а где-то сядут.
А вот в кварцевых генераторах надо бороться за низкий фликкер. Там фликкерная граница больше влияет на фазовый шум.
Да, Едаборд не радует. Поглядел на одну тему, типа: "До конденсатора вижу импульсы 0...+5, а после -2,5...2,5. Что происходит?", и выпал в осадок...
ledum
Цитата(Dr.Drew @ Dec 13 2010, 11:09) *
А вот в кварцевых генераторах надо бороться за низкий фликкер. Там фликкерная граница больше влияет на фазовый шум.
Да, Едаборд не радует. Поглядел на одну тему, типа: "До конденсатора вижу импульсы 0...+5, а после -2,5...2,5. Что происходит?", и выпал в осадок...

У меня сейчас в основном кварцевые опоры для АЦП и ЦАПов в планах. ФАПы в последний раз разрабатывали полтора года назад - изделия потихоньку идут сами по себе. А вот ЦОС приходится модернизировать.
На Едаборд заглядываю раз в неделю. И поиск. Старые (3-5 лет назад еще с электроды) темы были интересны
VCO
Цитата(Chapt @ Dec 12 2010, 23:49) *
Производитель часто приводит только 2, 3 точки спектральной плотности мощности фазовых шумов, собственно вопрос - как по этим данным вычислить девиацию фазы, частоты и уровень шумов данного генератора.

Хм! Интересную тему Вы тут замутили! Я как-то раньше не задумывался, но сейчас пришёл к выводу, что производителей генераторов, не утруждающих себя тщательным обмером генератора, игнорировать!!! Таким образом можно отфильтровать неквалифицированных производителей сомнительных генераторов, где разброс показателей фазового шума на одной отстройке достигает 20-30 дБ (некоторые из ГК, львиная доля китайской продукции).
При выборе генератора меня также интересует набор показателей точности и стабильности генератора, которые вычислить невозможно, можно только проверить.
Чаще всего именно эти характеристики являются более приоритетными.
А вообще, Вы меня ввели в серьёзные раздумья! cranky.gif
Chapt
Спасибо за развернутые ответы, да, имелся в виду именно джиттер и дивиация алана, стоит задача точного определения частоты, посему так и важна стабильность частоты гетеродина, дабы можно было оценить погрешность.
Выскажу свое ИМХО по поводу неплоных данных у некоторых производителей в спецификациях на микрухе, если на это обращать внимание, то практически ни одно изделие отечественной микроэлектроники покупать нельзя. Либо полную документацию предлагают купить (так называемые технические условия, считаю это нонсенсом.) либо их вообще не существует в природе.
VCO
Цитата(Chapt @ Dec 14 2010, 05:58) *
Выскажу свое ИМХО по поводу неплоных данных у некоторых производителей в спецификациях на микрухе, если на это обращать внимание, то практически ни одно изделие отечественной микроэлектроники покупать нельзя. Либо полную документацию предлагают купить (так называемые технические условия, считаю это нонсенсом.) либо их вообще не существует в природе.

Не могу здесь полностью согласиться, у Мориона и Волшебного Кристалла такого беспредела нет, хотя и с даташитами тоже не всё гладко, но они к каждому из своих изделий прилагают паспорта с результатами измерений, разумеется, не за отдельную плату.
Что касаемо моих раздумий, то привели они меня к тому, что всё равно характеристики генератора надо проверять входным контролем, на что ранее не хватало времени и средств. А это в свою очередь сводится к покупке дорогостоящего оборудования или к разработке бюджетного стэнда.
"Но это уже совсем другая история..."("Следствие вели") wink.gif
Dr.Drew
Цитата(YIG @ Dec 14 2010, 14:57) *
всё равно характеристики генератора надо проверять входным контролем

Генераторы сейчас, как микросхемы с низким разбросом параметров. Если уж написано в даташите, то так оно и будет на самом деле. Конечно, от брака никто не застрахован, но поголовно проверять все ГУН - неэффективно.
Безалкогольное пиво - первый шаг к резиновой женщине...чего-то мне в голову эта мысль пришла...
VCO
Цитата(Dr.Drew @ Dec 14 2010, 16:20) *
Генераторы сейчас, как микросхемы с низким разбросом параметров. Если уж написано в даташите, то так оно и будет на самом деле.

Оно бы, конечно, хорошо, мне меньше мороки, но как мне принять на веру или что-либо хотя бы прикинуть по такому даташиту:Нажмите для просмотра прикрепленного файла ???
Цитата
Фазовый шум при отстройке 10кГц, дБ/Гц -130...-150

А у меня как раз на этой отстройке требуют фазовые шумы плюс/минус 2дБм/Гц
Цитата
Конечно, от брака никто не застрахован, но поголовно проверять все ГУН - неэффективно.

Пардон, генераторы и ГУНы - для меня пока разные вещи. И тем не менее, в этом году пришлось делать входной контроль с последующим отбором ГУНов Mini-Circuits, имеющихся на складе, для нескольких синтезаторов. Оно, конечно, и полное радиолюбительство, но эффект далО.
Цитата
Безалкогольное пиво - первый шаг к резиновой женщине...чего-то мне в голову эта мысль пришла...

Эту фразу я выдал в оффтопе после того, как там запретили политику... и до того как решил завязать с пивом! biggrin.gif
Теперь Вы можете убедиться, что с памятью и внимательностью у меня пока ещё всё тьфу-тьфу-тьфу! laughing.gif
Dr.Drew
Можно взять данные по каким-нибудь аналогичным генераторам с остаточным шумом минус 150 дБн/Гц - его, кстати, и привели в описании.
Обсуждение необходитмости входного контроля и отбора нужных генераторов грозит перерасти в ватную тему культуры разработки.
VCO
Цитата(Dr.Drew @ Dec 15 2010, 05:18) *
Можно взять данные по каким-нибудь аналогичным генераторам с остаточным шумом минус 150 дБн/Гц - его, кстати, и привели в описании.

Попробовал взять данные отсюда:Нажмите для просмотра прикрепленного файла Опять облом! smile3046.gif Что тут можно поделать? Послать???!!!... Если им лень обмерить свои генераторы при том, что они наверняка "упакованы" аппаратурой, а радиолюбителям с цкухама и "звуковухой" - не лень, то выводы напрашиваются сами собой. Таким образом пока можно отфильтровать несерьёзных производителей!
Цитата
Обсуждение необходитмости входного контроля и отбора нужных генераторов грозит перерасти в ватную тему культуры разработки.

Не грозит, сам же сказал, что это было радиолюбительство. Но ждать 3 месяца нужные ГУНы от Синерджи было некогда...
ledum
Цитата(YIG @ Dec 15 2010, 06:00) *
Попробовал взять данные отсюда:Нажмите для просмотра прикрепленного файла Опять облом! smile3046.gif Что тут можно поделать? Послать???!!!... Если им лень обмерить свои генераторы при том, что они наверняка "упакованы" аппаратурой, а радиолюбителям с цкухама и "звуковухой" - не лень, то выводы напрашиваются сами собой. Таким образом пока можно отфильтровать несерьёзных производителей!

Просто это счастье http://www.bmgplus.ru/images/graf/5052b/gk...64845-10cor.png ,
http://www.bmgplus.ru/images/graf/5052b/GK...44.5M-64824.png ,
http://www.bmgplus.ru/images/graf/1000_mhz.gif ,
http://www.bmgplus.ru/images/graf/gk163_154c_300m.gif
в один даташит не засунешь - да и что такое даташит тоже вопрос. Просто рекламный листик у одних и практически копия ТУ без методик измерений у других, при чем никаких тИповых, только "не хуже" и все - ИМХО самый правильный вариант, чтобы не повадно было.
Dr.Drew
Не все йогурты одинаково полезны...100 МГц можно получить на третьем тоне, а можно умножением - шумы будут разные. Так вот для обретоновых генераторов можно и "не хуже" написать. Для генераторов с умножением будет своё "не хуже". Для генераторов на первом тоне - третье "не хуже". А свалить всё в один даташит с "не хуже" для генераторов с умножением - неправильно.
Гиг у них плоховастенький...
ledum
Цитата(Dr.Drew @ Dec 15 2010, 10:53) *
Не все йогурты одинаково полезны...100 МГц можно получить на третьем тоне, а можно умножением - шумы будут разные. Так вот для обретоновых генераторов можно и "не хуже" написать. Для генераторов с умножением будет своё "не хуже". Для генераторов на первом тоне - третье "не хуже". А свалить всё в один даташит с "не хуже" для генераторов с умножением - неправильно.
Гиг у них плоховастенький...

Я кстати, о том же. Не объединял бы под одной маркой абсолютно разные идеологически генераторы. И насчет Гига согласен. Да и проскакивали в других местах обмеры (некогда искать) - очень неоднозначная линейка - генератор на 150МГц может шуметь на 20дБ больше, чем на 200 (очевидно первый с умножением да и еще кривого кварца) - и нигде в даташите об этом ни гу-гу, хотя бы цифирку ставили - этот с умножением, а этот - без. Или как Морионы - просто градации по фазовым шумам прямо в маркировке.
Chapt
Цитата(YIG @ Dec 15 2010, 07:00) *
Попробовал взять данные отсюда:Нажмите для просмотра прикрепленного файла Опять облом! smile3046.gif Что тут можно поделать? Послать???!!!... Если им лень обмерить свои генераторы при том, что они наверняка "упакованы" аппаратурой, а радиолюбителям с цкухама и "звуковухой" - не лень, то выводы напрашиваются сами собой. Таким образом пока можно отфильтровать несерьёзных производителей!

Не грозит, сам же сказал, что это было радиолюбительство. Но ждать 3 месяца нужные ГУНы от Синерджи было некогда...

Даташит впечатляет, вот они где, нанотехнологии, оказывается, генератор с отсутствием джиттера sm.gif
ledum
Цитата(Chapt @ Dec 15 2010, 12:24) *
Даташит впечатляет, вот они где, нанотехнологии, оказывается, генератор с отсутствием джиттера sm.gif

Зато на этом форуме можете посмотреть на поторошкИ http://electronix.ru/forum/index.php?showt...st&p=834768 . Я бы не сильно смеялся с них - БМГ-шники все-таки работают и видно неплохо в своей нише. Осталось мало таких.
Качество монтажа не в счет. У нас военпреды меня бы за такую конструкцию расстреляли бы до суда.
VCO
Цитата(ledum @ Dec 15 2010, 13:59) *
Я бы не сильно смеялся с них - БМГ-шники все-таки работают и видно неплохо в своей нише. Осталось мало таких.
Качество монтажа не в счет. У нас военпреды меня бы за такую конструкцию расстреляли бы до суда.

А я вот сильно смеялся!!! lol.gif Теперь я понял, как нужно осуществлять входной контроль: покупаешь генератор, разбираешь, выносишь решение, стоит ли дальше что-либо покупать. Надо будет ещё что-нибудь из своих запасов разобрать smile3046.gif , MXO давно напрашиваются...
ledum
Я так решал на предыдущей работе какой ГУН использовать ROS-2150VW или VCO790-1550TY лет 8 назад. После разборки как-то сразу полюбил Минисеркиты. 2 транзистора против одного (смайлик - это вспомнил старые японские приемники, где указывали не PMPO, как сейчас китайцы, а количество транзисторов, даже если они работали как диоды), управление через дроссель, а не резистор, и аттенюатор по выходу, плюс монтаж очень качественный. Аж три варикапа - один в обратной связи. Это все не основное, но все-таки. При всех почти одинаковых параметрах по даташитам и одинаковой цене в Киеве ($45). Шутка. Разборка последовала после испытания в схеме. Шумы и устойчивость у Минисеркитов получились лучше. Поэтому и разобрал - захотелось посмотреть разницу. Наивно думал, что они одинаковые внутри.
Dr.Drew
Ну и я скажу до кучи. Много поработал с ГУН Z-Comm. Залипухи у них есть. Не скажу, что залипухи типа "завтра отправляем - оживить сейчас", а достаточно выского полёта - новичок не узреет. Но до совершенста далеко. Synergy в этом смысле получше. Приходилось дорабатывать, в результате чего, характеристики улучшались. В ходе работы с ними появилась такая мысль, что они сначала что-то лепят, а потом это характеризуют и рекламируют. Сравните V585ME62 и V585ME06 по диапазону температур.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.