Думаю, что в течение какого-то времени все более менее серьезные синтезаторные конторы перейдут на прямой синтез в сегменте high-end. Более того, УЖЕ есть примеры использования прямого синтеза: N9040B, N5193A. Мое мнение, что будут две ветки: а) прямой умножительный синтез (в том числе, модульные решения в формфакторе квика) и б) прямой синтез в бенчтоп формфакторе с использованием более серьезных (чем умноженный кварц) гибридных опор (типа сапфира или DRO с подавлением несущей, например). В основе baseband генераторов (синтезаторов малого шага) для такого прямого синтеза будут лежать DDS, реализованные как custom FPGA+DAC. А вот про офсетные схемы с УГ (ЖИГ или ГУН) через какое-то время все действительно забудут. Это горизонт десять лет. Что касается патентов, то моя точка зрения, что от них мало толку. Вот у Вас Виталий есть, кажется, патент и что? Он сильно Вам помог?

О моём патенте. Ещё бы чуть чуть и помог бы. Приезжали ко мне на переговоры двое из ADI, один главный разработчик, второй – заказчик. Договорились, что за патент они платят $100k + 0.4% от стоимости проданных образцов. Но оформить договор не успели. Как я уже объяснял, вступила в полную силу доктрина NIH. А сейчас уже и срок действия патента истёк. Но, возможно, есть всё-таки какие-то пути заработать на этом. Надо бы поговорить с грамотными патентоведомами. Кстати, есть ведь и аукцион патентов.

Статьи, обзоры и книги по синтезу частот - это реальный, хоть и скромный путь продвижения идеи PDS и/или заработка.
Но нужно понимать, что в материалах PDS ни в коем случае не должен противопоставляться альтернативой других методов синтеза.
Просто, один из возможных методов реализации задачи синтеза октавы частот, отличающийся теми или иными особенностями.
По поводу идеи найти конторку, которая захочет реализовать этот метод, очень сильно вомневаюсь, простите за скепсис.
Скорее всего, они предпочтут сконцентрировать свои силы в направлении DDS.

Ну есть мои 3 статьи в солидном американском журнале Microwave Product Digest. А что толку? Ни единого отклика. Вот ещё написал небольшую книжку с обзором схем синтеза на ФАПЧ. А как её издать хотя бы в виде учебного пособия? В какую дверь стучать?

А если эту небольшую книгу переработать и добавить туда то, что не стали рассматривать, то можно было бы написать что-то типа энциклопедии по синтезу частоты. Не книгу для начинающих, как у Александра Ченакина, а обзор мирового опыта синтеза частоты со схемами, фотографиями, характеристиками конкретных моделей прямого, косвенного и комбинированного методов синтеза. Если ещё КВЧ и оптику с лазерами зацепить, то там серьёзное издание может получиться. Нечто подобное написал в прошлом веке Манасевич, но при всём уважении к этой нетленке, она всё-таки устарела в этом веке.

Насчёт востребованности и коммерческой отдачи не знаю, скорее всего будут пытаться тырить, как и сабжеву Но там всё от издателя зависит.

Да, идея, конечно, хорошая. Мог бы сделать. Но кто её напечатает? Не хочется зря тратить время. Устал от бесполезного труда. А как у Александра Ч? Он известный авторитет в этой теме, много полезных связей. Ему не надо кого-то упрашивать, ему сами издатели предлагают что-то написать. А я кто? Да никто на этом празднике жизни (из Ильфа с Петровым). Где найти спонсора, который мог бы потратиться на издание? Я бы мог изложить ему и Вашу идею о расширении темы, дальше договор, вот тогда бы и был интерес поработать.

Я в этом деле вообще не разбираюсь. Как пишется техническая литература - понятия не имею.
Моя участь предельно проста - разруливать заказы нашего предприятия по синтезу и опорам.
Тематика синтеза, хоть и интересна, но скорее всего маловостребована в плане технической литературы.
Куда популярнее программирование, трассировка печатных плат, 3-хмерное конструирование механики и т.п.

Интересно было бы узнать, сколько экземпляров книги Александра было продано на текущее время издательством Artech House?

Сейчас спрошу. Если будет ответ, то сразу же сообщу Вам. От себя добавлю, сколько он на этом заработал?

У меня другое видение ситуации. Если взглянуть шире, то порочен не ДДС или PDS, а сам косвенный синтез (т.е. все, что связано с ФАПЧ) вообще.


Я бы не стал так жестко. Тут дорога ложка к обеду. По той или иной причине идея PDS на данный момент не является востребованной. Возможно из-за своей сложности. Даже на интуитивном уровне она не укладывается во что-то очевидное, что хотелось бы взять и повторить. Тут вообще сразу несколько идей. Первое – это сравнение двух не равных частот (для себя представляю как две цифровые последовательности, скользящие друг относительно друга пока не произойдет синхронизация - аналогично корреляции псевдослучайных последовательностей). Мне весьма импонирует этот подход – по крайней мере своей оригинальностью. А вот дальше… Второе - парциальные фазовые детекторы – это некогерентное сложение шумов при когерентном сложении сигнала. Метод известный, используется давно и при желании может быть применен и к ”обычным” цифровым фазовым детекторам, не только PDS. Ну и третье – это использование аналогового сигнала на выходе фазового детектора (ЦАП) вместо двоичного. Весьма спорное решение. Потенциально возможный выигрыш при концептуальном усложнении конструктива. Возьмите, например, хорошо известный делитель AD9515. Очень неплохой делитель, но вот его ”продвинутый” интерфейс (вместо 0 и 1 нужно использовать 0, 1/3, 2/3 и 1) отбивает всю охоту с ним связываться (хотя и сложного ничего там нет). В итоге в PDS такой замес… и плюс всё это надо обязательно на микросхему. Нет. Надо разбивать сложную задачу на составляющие. Решать по частям. Отделять рациональное зерно от наворотов. И естественно макетировать на дискретных элементах. Без кавалерийских наскоков. Но это в теории. На практике у Виталия сейчас такой возможности нет. Так что некоторые комментарии Виталия больше несут элемент отчаяния.



Соглашусь с тем, что патент сам по себе абсолютно ничего не дает. Это лишь один из инструментов, нужных во вполне определенных случаях (например, в маркетинговой компании по продвижению нового продукта, для ”наработки” valuation компании при её дальнейшей продаже и т.д.). Повторюсь, это лишь малюсенький элемент в большой игре. А что-то получить от самого патента… это лишь очередной миф.


Не знаю. В самом начале было интересно и даже спрашивал у Artech. Сейчас этим вопросом мало интересуюсь. И вообще, я говорил, что технические книги (тем более в узкоспециализированной области) ради денег не пишутся (это не детективы, и не Гари Потер), опять же, для некоторых это очередной миф, коих здесь не меряно. Написание книги - это скорее (на каком-то этапе) потребность что-то высказать, чем-то поделиться. Вот и вся мотивация.


У меня похожее видение ситуации. Интересно, мне недавно аналогичный вопрос задали в интервью для Microwaves&RF (должно выйти в ноябрьском номере). Переход на прямой синтез очевиден, это только лишь вопрос времени. А дальше интереснее. Действительно ожидается переход на иные принципы получения опорного сигнала (сапфир, оптика и т.д.). Сергей когда-то называл это сменой парадигмы, имея в виду переход на высокочастотную опору. Я бы взглянул чуть по-другому. Это именно переход на иные физические принципы построения опоры для снижения фазовых шумов, а высокая частота – это уже прием практической реализации этих шумов в синтезаторе. И вот тут, DDS может отдать пальму первенства обратно прямому аналоговому синтезу, работая лишь на подхвате (генерация малого шага). Смысл в том, что в аналоговом синтезе принципиально будет меньшее кол-во активных элементов на… (не знаю даже, что и написать) на элемент преобразования, скажем так, что приводит к меньшей деградации шумов (говорим о величинах -170 дБн/Гц на 10 ГГц). И опять DDS-у нужно будет догонять и догонять (или что-то другое появится).




А нужен ли в DDS-e ЦАП?

А можно и без него?
Делители частоты или ещё что-то?

У меня была идея зашвырнуть опору в область частот ДР, сделать её перестраиваемой в узкой полосе с высокой скоростью, а потом спустить обратно с помощью ДДПКД.

Но я работаю на таком предприятии, где экспериментировать нЕкогда и инициатива наказуема. В результате пока немного освоил только ДР, и не более того.

Ответ см. тут же, ниже.

Да, похоже на отчаяние. Но, что самое интересное, возможности у Виталия есть, и финансовые и конструкторские. По тому макету, что приводил Виталий, большой бюджет не нужен, дорогостоящей и дефицитной комплектации нет, по моим оценкам до 500$ уложиться можно. Сказать, что это огромная сумма для человека пенсионного возраста нельзя, при условии, что Виталий днем и ночью думает о воплощении идеи в жизнь. По конструкторскому вопросу виден серьезный пробел, восполнить который формально можно без финансовых затрат, имея в распоряжении достаточно свободного времени. А иначе, я считаю, смысла продвигать PDS никакого нет, потому что понять где и какие шумы образуются невозможно. В любой разработке должен быть человек, понимающий теорию и физику протекающих процессов целиком, всего изделия. Так, чтобы один человек четко знал как "пришить пуговицы", другой - как "пришить карманы", и в итоге костюм сидел идеально - не получится. В этом и есть обреченность идеи. Взять к примеру Вас, Александр. Пришла бы идея QuickSyn'а без того, чтобы "пощупать" усилители, смесители, ФАПЧ, делители, умножители ... ? Пусть даже и сейчас Вы не держите паяльник в руках. Таким образом и родилась, заслуживающая уважения, проработанная по всем параметрам структура.
Виталий, ответьте пожалуйста, ради чего Вы изобрели PDS? Работодатель поставил перед Вами такую задачу (желательно озвучить цифры) или Вы сами придумали условия?


Загадочно поставлен вопрос. Формально, разрядность ЦАП в сочетании с линейностью определяют широкополосную спектральную плотность шумов. Без ЦАП представить прямой синтез сложно. Для узкой полосы вопрос решаем - несколько резисторов + сигма-дельта полосовая модуляция позволяют разменять полосу на бОльшую разрядность (меньшую спектральную плотность шумов).

Тем не менее, в популярных тематиках люди зарабатывают написанием технической литературы. Не знаю сколько, думаю, что не так много.
Другое дело, что это скорее всего не синтезаторная тематика.

Ну нет же, была там ещё одна мотивация - реклама QuickSyn. Она была не столь мощная, как в журналах или интернете, но она была.

Что порочного в узкополосных ФАПЧ, которые позволяют захватывать малошумящие ГУНы типа SAW, CRO или DRO для того же DDS?

Александр, а можете развернуть Ваше виденье новых физических принципов? Особенно в сфере использвания оптики для получения СВЧ и ММ.
Вот например концепция смешения двух перестраиваемых лазеров для получения разностной частоты в диапазоне десятков- сотен ГГц. Такой себе широкополосный мультиоктавный VCO на миллиметровые волны. Конечно все это с петлями ФАПЧ, системами поиска начальной разности частот, привязке к опорной частоте итд. Т не макет на пол отического стола, а небольшой модуль типа того же квика.
Имеет смысл заниматься такой задачей?

Во первых, конечно, спасибо за понимание и сочувствие. Ну допустим я бы нашёл эти $500 (хотя на мою пенсию не жить, а только выживать можно), ну и что на них можно сделать? Ведь там главная проблема как построить на дискретных элементах такой особенный ЦАП, тактируемый одновременно двумя частотами – опорной и сигнальной. В ADI на модели чипа это очень просто получилось. Кому и зачем я должен что-то ещё доказывать? Да и стар я уже для таких занятий. Если не в курсе, то мне уже 80! и соответствующие проблемы со здоровьем. Ради чего я придумал PDS? Да просто идея, как обычно, возникла во сне. Потому, видимо, что постоянно думал как решить проблему спектральной чистоты и быстродействия. Потом списался с ADI, и они с энтузиазмом принялись за воплощение идеи. Да, возможно, со временем DDS выйдет в абсолютные лидеры, но не думаю, что это произойдёт так уж скоро. А пока PDS мог бы многим быть полезным.

Какой смысл Вы вкладываете в термин "аналоговый" синтез? Возможно, мы говорим об одних и тех же вещах, просто используем одни и те же термины с разным смыслом.

На всякий случай изложу свою точку зрения на синтезаторное развитие чуть подробнее. Лично для меня очевидна следующая тенденция в развитии околосинтезаторной компонентной базы: в последние годы наблюдается активный рост тактовых частот микросхем ЦАП и, соответственно, полос ЦВС (цифрового вычислительного синтеза), с которыми можно работать. Это явление чисто концептуально позволяет расширять диапазон "малого шага", сократить общее количество частотных преобразований и, стало быть, сократить общее количество активных элементов (источников шума). Пофантазирую. В пределе можно представить себе некий 16 разрядный ЦАП, работающий от клока, допустим, 80 ГГц и сразу формирующий полосу DC-10 ГГц. А клоком может быть опорный сигнал 10ГГц на новых физических принципах, умноженный на 8 . Выходной сигнал ЦАПа усиливает один InGaP HBT усилитель с с минимальной фликкерной границей, - таким образом, остается только один активный элемент и одно преобразование.

-170дБн/Гц это пока тот уровень, на котором не зацементировалась основная компонентная база. То есть пока говорить о том, что DDSу придется что-то догонять, не вполне логично. Поясню на примере. Предположим, я взял "идеальный по шумам" DDS (1000-1500), опору на новых физических принципах 10 ГГц с уровнем -170дБн/Гц, на смесителе получил две боковые полосы в полгига, отфильтровал их и обнаружил, что уровень сигнала не рабочий. Если он составит -10дБм, то наши -170дБн уже превратились в -160 просто за счет зачерпывания тепловых шумов. А -10дБм по выходу смесителя это, между прочим, с учетом фильтрации соответствует довольно большому уровню в 0дБм по входу смесителя. Вваливать смесителю больше? Сколько? +10дБм? Тогда нужно иметь гетеродин в +20дБм и чем его усилить, чтобы сохранить -170дБн/Гц при смешении? И не зафликкерит ли сам смеситель на уровнях -170 при такой накачке и таком RF. Это вопрос. Далее. Пробуем усилить полезные продукты апконверсии на СВЧ. И что мы видим? Что на типовом коммерчески доступном усилителе наши шумы превратятся в -150дБн/Гц. То есть для того чтобы говорить о планке в -170дБн/Гц, эту планку нужно сначала уверенно освоить усилительным микросхемам (да и делительным тоже). А когда они ее освоят, то очень высока вероятность, что и NSD у микросхем ЦАПов продавится соответствующим образом. На приведенном примере, кроме того, видно, что количество активных элементов будет зависеть от искомого уровня шума. То есть работа с уровнем в -170дБн потребует большего количества активных компонентов в каждом каскаде преобразования, чем работа с уровнем -160. И очевидно, что количество таких преобразований желательно сократить, чтобы аддитивных факторов шума было меньше. Именно этой задаче служит расширение относительной полосы DDS. Сейчас DDS - это продукт своей эпохи. Когда вся активная компонентная база приблизится к KTB, DDS вряд ли будет в отстающих, логичнее предположить, что он приблизится вместе со всеми.

Небольшая ретроспектива. Посмотрим в синтез образца 2005 года. Какие синтезаторы доминируют в high-end сегменте? В основном с уровнем шумов -110...-115@10кГц на 10 ГГц. 2015 год: уже 125...130 дБн@10кГц на 10 ГГц. Если экстраполировать эти данные, то к 2025 можно ожидать -140...145. Отдельные образцы, вероятно, будут децибел на 10 лучше. А -170 на 10гигах- это все-таки пока слишком туманный рубеж. Если конечно, речь не идет об отстройке 10МГц.

И в конце вопрос: а зачем и кому нужен уровень -170дБн на 10ГГц. Даже -150? Может это все надумано производителями синтезаторов? Типа пытаемся сделать, потому что можем? Есть реальные задачи под такие характеристики?
Ведь половина синтезаторных приложений - это гетеродинные применения. А для гетеродинных применений, возможно, более важный фактор - это снижение размеров при увеличении максимальной скорости перестройки и сохранении средненького уровня шумов (-130@10k@10G). Ведь в анализирующей аппаратуре можно за счет повышения канальности улучшить и шумы и спуры. А скорость даст возможность делать это на лету. А минимальные габариты позволят нарастить канальность без ущерба для объема/стоимости конечного изделия. Для себя я решил, что в СВЧ синтезаторе аппаратного уровня шума в -150 - это более, чем достаточно. 20дБ в гетеродинных приложениях всегда можно добрать канальностью и корреляциями.


К сожалению, большинство ДДПКД имеют собственные конские спуры при кэфах деления, отличных от бинарных. Поэтому я бы не обольщался на их счет.

Ну да, к тому времени Андрей закончил свой синтезатор и подтвердил мысль, что лучше всего мелкую сетку частот формировать вверху дробником, а потом сносить вниз делением. Но в узкой полосе у FracPLL время перестройки хоть и заметно меньше, чем в широкой, но всё-равно большое. Потому и пришёл к мысли, что при временах перестройки менее 1 мкс всё теперь сводится к DDS, тем более Keysight это подтвердили своим новым прибором.

По поводу PDS нет вообще уверенности, что он способен перестраиваться с таким временем, ведь там и ОС есть, хоть и непростая, и фильтр перед ГУНом должен быть. Этот метод попал между ФАПЧ и DDS по своим потенциальным возможностям, ни туда - ни сюда, потому, как мне кажется, и не заинтересовал спецов ADI всерьёз. Это теперь называется "стартап не выстрелил".

Чтоже касается "синтезпрома", если кто помнит ещё таких, то тут несколько иная история. Скорее всего ребята допилили свой грант и разбежались, сайт больше не работает. Глубже не интересовался, така как ответ на запрос синтезатора тогда к нам так и не пришёл.

Вопрос Vitaly_K- можете ли поделится мало-мальски работоспособной корокой на верилоге или VHDL для PDS? Назревате тут маленький проект синтезатора с быстрой предустановкой, т.е с ЦАП в цепи ФД будут. Поскольку ТЗ достаточно расплывчатое, то ничто не мешает впихнуть второй ЦАП по схеме суммировани токов. Ну и классический тоже ФД будет, но его можно сделать отключаемым. VCO предполагается внешним, так что можно будет померить ФШ и в обычной ФАПЧ, и в PDS режиме. Вопрос в выборе ЦАП- 12 бит 20 мгц достаточно или надо больше? например AD9765 потянет? У него 2 канала каждый со своим клоком, так что с асинхронностью проблем не будет. Ядро будет работать на частотах в районе 100-120 мгц, опора такая же, сигнал VCO через прескалер, восможно сделать реклок ЦАПа поделенной частотой после прескалера, возможно внешними делителями, чтобы не насобирать джиттера внутри ПЛИС.
PS. http://central.oak.go.kr/journallist/artic...ticle_seq=11042 интересные даныне по скорости захвата петли с дополнительным FDC ну и в кристалле реализовали.

Да, пожалуй. Тогда QS был всепоглощающей идеей, и вся энергия была направлена на её реализацию, продвижении и т.д. Тут уж сложно отделить, что является чистой мотивацией. Да такой и не бывает, наверное.


Ничего. Это уже скорее философский вопрос. Порочен сам косвенный синтез из-за введения элемента инерционности в систему (который к тому же и шумы ограничивает). Его наличие в какой-то момент остановит развитие этой технологии.


Мне представляется, что DDS содержит довольно большое число логических элементов (чтобы построить аккумулятор и т.д.), которые в свою очередь сами содержат несколько транзисторов.


Тут не то что не зацементировалась, а ещё и цемент мешать не начинали. Это всё очень отдаленная перспектива и рассуждения чисто умозрительные. Собственно, даже ещё нет восприятия таких величин. Как сделать -150 на 10 ГГц/10кГц с десятками наносекунд перестройки я примерно представляю (другой вопрос, кому это надо). А вот сама цифра -170 в процессе осмысления.


Ну да, именно что так.


Нет, я именно о самом, что ни на есть DDS-е. Только лишь убрать вторую составляющую в Вашем уравнении DDS=FPGA+


ЦАП позволяет сконструировать синусоиду (или другую желаемую форму). А нужна ли синусоида на выходе? Если предполагается дальше вверх умножать, то вполне подойдет и прямоугольник. При этом ЦАП вырождается в логический элемент с 0/1 на выходе.

Очень интересная идея. Разумеется. есть коды проекта и в VHDL и в Verilog формате, могу переслать. И то хорошо, что можно будет сравнить PDS с обычным ФД. Спасибо за поддержку.

В предыдущем сообщении Вы протипоставили DDS неким потенциально более перспективным аналоговым элементам синтеза. Которые "заберут у него пальму первенства" при ужесточении требований до -170дБ@10к на 10ГГц. Повторю свою основную мысль: если сейчас базовые аналоговые элементы (например, усилители), а также базовые цифровые элементы (типа делителей или скоростной логики) шумят вполне сопоставимо с ЦАПом DDS, то и дальше к границе KTB они будут эволюционировать все вместе. Далее: "цемент мешать" уже все-таки начали, поскольку уже есть отдельные компоненты синтеза под -170 (например, делители Linear, тот же AD9162), но они пока единичны и не составляют критической массы. Работа с цифрой -170 в синтезе требует большего количества активных элементов (большего количества потенциальных источников шума) и сохранить ее в синтезе пока малореально даже не с точки зрения параметров DDS (синтезаторов малого шага), а с точки зрения аналоговых узлов. И потому повторю вопрос: что вы понимаете под аналоговым синтезом с меньшим количеством активных элементов?

Обычный прямой аналоговый синтез, т.е. комбинацию аналоговых компонентов типа смесителей, умножителей, усилителей, фильтров и т.д.
Меньшим количеством активных элементов – имеется ввиду в сравнении с высокачастотным DDS. Тут вопрос к Вам: какое общее кол-во элементарных лог. элементов было задействовано при реализации DDS на FPGA и ЦАП? А если теперь пересчитать к кол-ву элементарных транзисторов? Мне представляется, что у DDS ”плотность” (т.е. кол-во активных элементов, добавляющих шумы) будет выше в сравнении с аналоговым синтезом. При этом расширение диапазона DDS (по мере развития технологии и снижения шумов) будет уменьшать аналоговую часть, постепенно сводя её к нулю (т.е. переходим на чистый прямой цифровой синтез), пока опять не произойдет скачкообразный прорыв в шумах опоры (или чего-либо там ещё).


Давайте посмотрим. Вот статья, где приводятся те самые -170 на 10 ГГц/10 кГц (рис. 12). Можно предположить, что генератор выполнен по схеме рис. 9, что означает, что существуют (существовали ещё с 2003 г. как минимум - следуя картинке) общедоступные элементы, такие как фазовращатели, аттенюаторы, смесители, операционники (т.е. элементы петли КСС), которые поддерживают эти самые -170. А можно ли привести пример коммерческого DDS c шумами -170 (тем более в 2003 г.)?

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Нет, что то там ещё должно быть в уравнении. О, логика от ADI(Hittite)! И какая-то программируемая линия задержки. Не находите?

А так, конечно, идея гениальная! И меандр то нам не страшен, даже если синус понадобится. Проще фильтровать меандр, чем ЦАП.

Интересное развитие событий:
Я тут "плакался", что по ошибке попал в синтез, так как цифровик по образованию, а DDS может быть реализован в виде чистой цифры.

Вот о чем речь была Дело в том, что данные с FPGA стробируются в DAC, тем самым путь тактовой частоты сокращается: Fdac -> входной усилитель-ограничитель -> регистры данных -> источники тока. Таким же образом внутри многоразрядных счетчиков-делителей по выходу ставят регистр, стробирумый входной частотой, и путь от тактовой частоты до выхода уменьшается. Объем цифровой части FPGA в составе DDS не оказывает никакого влияния на выходные шумы. Буферизация в DAC позволяет довольно эффективно разделить цифровую и аналоговую части.



Т.е. Вы предлагаете сократить разрядность DAC до одного бита? Чудес не бывает, либо мы получим счетчик-делитель, либо СПМШ+спуры астрономические.

Алексей уже ответил про шум DDS. Сейчас мы имеем -163@10k@100MHz и -168@100k. На AD9162 я рассчитываю получить уже под -170. При росте тактовой частоты NSD на одних и тех же частотах будет уменьшаться.


Хорошая статья. Лежит у меня в специальной папочке Favorite Articles, вместе с парочкой Ваших .
Соглашусь с тем, что привести коммерческий DDS с шумом -170 в 2003 затруднительно. НО: являются ли аналоговые элементы этого SLCO общедоступными? По моему, ведь нет. Custom фазовращатель на точку. Попробуйте поставить в такой генератор общедоступный HMC931 и Вы устрашитесь. Custom параллельный усилитель в точку от AML с ценником в 10к USD. Да и доступна ли коммерчески продукция австралийцев даже в 2003? Это я к тому, что по этим "общедоступным" аналоговым элементам нельзя делать никаких выводов. Поделюсь еще одним интересным моментом. На сегодняшний день я попробовал ДЕСЯТЬ разных усилителей в петле КСС. Нормальный шум обеспечивает только ОДИН. Ну и, наконец, совместите два графика из этой статьи: амплитудного шума и фазового. И вы увидите, что по абсолютному шуму никаких -170 там нет. То есть если дальше работать с этим сигналом и смотреть его на идеальном спектроанализаторе, то отталкиваться нужно от цифры -163. А если отталкиваться от цифры -163, то чем черт не шутит, может и были специальные (коммерчески недоступные) ЦАПы в каких-то военных проектах того времени.

Я так понял, что Александр предложил многобитный ЦАП, но работающий на фронтах сигнала, формируемого от малошумящего ИОН.
В данном случае должно иметь место преобразование код-задержка. Может статься, что на первых порах оно будет сложнее, чем ЦАП.
Но сама по себе идея великолепна в своём принципе. Другой вопрос - как её реализовать на практике, не угробив шумы исходной опоры?

Ну почему же сайт не работает? Наберите в поиске "синтезпром" и он откроется. И будто бы ребята продолжают там трудиться.

Да, это у меня браузер коряво отобразил их сайт. Надо переустановить Линукс и браузеры, эти уже не обновляются. Спасибо.

Меандр страшен тем, что там множество гармоник. А в синусе их нет.

Да это то как раз чепуха! Наоборот, идеальный меандр может оказаться полезнее синуса благодаря этим гармоникам, прежде всего - 3-й.
Другое дело создать идеальный меандр, без выбросов, завалов фронтов и с идеальной симметрией и линейностью плоских участков.
Да ещё и с перестраиваемой частотой. Тут достаточно один из фронтов и частоту регулировать, а второй оставлять максимально крутым и чистым.
Для последней задачи чистильщик клока на логике Hittite к месту будет. Вывести ПЛИС на ИОН вроде тоже не проблема. А как мелкий шаг нарезать?

В классическом DDS это как раз таки и делают математика с аккумулятором и ЦАП. А тут скорее всего опору FPGA придётся перестраиваемой делать.
Ну и зачем тогда будет нужна FPGA? Если же задрать тактовую FPGA как можно выше, а нарезать шаг внизу, то идёт проигрыш по шумам.

Пока идея как-то не укладывается в голове... Наверное, где-то уже есть проработка на фундаментальном уровне. Но пока она не нужна.

Мало того. Они ещё сообщают о своих достижениях:

Фазовый шум -139 дБн/Гц при отстройке 10 кГц от несущей 1 ГГц
Время переключения от 10 нс
Частотное разрешение - доли Герц
Уровень ПСС ниже -70 дБн
Рабочая температура -40...+60 °

Да что там далеко ходить (вниз по шумам). Для раскачки 100 МГц OCXO (для умножения на ДНЗ) я в свое время перепробовал если не десяток, так пяток усилителей точно. А остановился на custom built на транзисторе с трансформатором. И это для получения -130 с копейками на 10 ГГц, т.е. на несколько десятков дБ выше величин, о которых мы говорим. Вещи-то не тривиальные.


Вот тут Виталию как раз и сказать: “Ага! А у меня-то ЦАП на выходе фаз. детектора. Значит обычный двоичный детектор будет иметь СПМШ+спуры астрономические по сравнению с PDS”

Хорошо. Давайте посмотрим с другого угла. Допустим, Вам нужно сконструировать DDS, который должен иметь на выходе не синусоиду, а меандр. Ну - или как вариант - короткие импульсы не обязательно равной ширины, но с привязкой фронтов к периоду синтезируемого сигнала (дальше можно подать на D-триггер и получить чистый меандр на половинной частоте). Как бы Вы решали такую задачу?

Чёрт, кажется начал своим мозжечком понимать Александра. Речь идёт о том, что ЦАП ступенчато-предсказуемо пересекает заветную "линию нуля", в отличие от сотни бинарных ЦАП, работающих асинхронно, но связанных общей закономерностью. Интересно, я хоть на шаг приблизился к пониманию? Компараторы, как финишный элемент рандомизации? Или всё-таки логика?

Начинаю терять нить рассуждений Давайте вернемся к первоначальным условиям:
1. Есть тактовая частота Fclk
2. FPGA
3. Можно использовать дискретную логику, пассивные компоненты
Стоит вопрос: можно ли сформировать частоту Fdds < Fclk/2 в виде меандра/импульсов в общем случае не кратной тактовой, чтобы она по спектральной чистоте основной гармоники была сравнима с чистотой по выходу классического DAC?


Вычитал из википедии: мизантропия

В принципе, для начала я хотел посмотреть, насколько мог бы упроститься ЦАП, если ему не надо вырисовывать синусоиду. Но, хорошо, давайте попробуем в лоб по Вашим условиям.
Какие будут предложения?

фронт и срез такого меандра будет жестко привязан ко входному клоку. Реальный размах джиттера пик-пик во всей разумной полосе частот будет равен периоду клока ДДС и еще чуток. Действующее значение джиттера будет конечно поменьше и зависеть от неудачного стечения обстоятельств.
Хорошо будет только тем вых. частотам, период которых состоит из целого числа периодов клока. Но чем по сути это отличается от целочисленного ДПДК ?? вроде и ничем. Дробный делитель, который для того и дробный чтобы делать усредненный КД == требуемому , но нуждается в фильтре , например фильтре на основе ФАПЧА. И то, на близких отстройках даже узкополосные фапчи ничего не могут поделать со спурами.
В этом плане дробный делитель почти эквивалентен предлагаемой Вами идее однобитного ЦАП с выхода DDS.
В отвлеченном смысле n-разрядный Цап порождает в 2^n (грубо) меньше побочных продуктов в рабочей зоне Найквиста. Особенно это наглядно видно при приближении к границе зоны. Отказываясь от многоразрядности в пользу высокочастотности, наверное следует иметь ввиду что рост Fclk в 16 раз эквивалентен упрощению ЦАПа всего на 4 разряда ( нет ?)
10 разрядный ЦАП на частоте 1ГГц , имхо, подобен Шиму на частоте 1 Терагерц.

Ненужные компоненты из "ненужных зон Найквиста" на выходе многоразрядного ЦАПА в ДДС давятся аналоговым фильтром относительно просто потому что именно там (далеко от несущей) сосредоточена их основная энергия. И то людям мешают спуры , вызванные нелинейностью ЦАП.
Однобитный ЦАП с выхода ДДС будет иметь много мусора в рабочей зоне Найквиста.
Поэтому я -- за высокочастотный многоразрядный ЦАП.


нет.

10 бит * 1 ГГц = 1 бит * 10 ГГц

Gerzon-Craven noise shaping theorem

Это понятно. Могу лишь добавить картинку для наглядности.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла


Я не предлагаю однобитный ЦАП, я предлагаю не реконструировать всю синусоиду. Всё, что нам нужно сделать – это “выловить” точку A на картинке (имея информацию в точках B и С) и сгенерировать какой-нибудь строб.


Согласен. Или упрощенно можно сказать, что ЦАП играет роль некоего фильтра-усреднителя или устройства, "вычисляющего" эту точку А - если хотите. Но является ли такое решение оптимальным? Во-первых, это решение избыточное - нам не нужна вся синусоида, а только лишь точка перехода через 0 (именно по-этому я говорю о меандре). Во вторых, часть адресов ЦАПа обычно обрезается, т.е. как раз необходимую информацию мы теряем. Можно ли придумать что-то получше?

Нечёткая логика (fuzzy logic)?

Исправил.

Вполне возможно.


Да, как вариант.


Fuzzy – такое интересное слово, ко всему можно применить. Здесь может быть чисто deterministic. Ведь мы знаем точное значение в точках B и С (см. рис. выше), и к тому же функцию, проходящую через эти точки. Т.е. мы можем точно вычислить местоположение точки А. Другой вопрос, а хватит ли вычислительных ресурсов? Или применить какую-нибудь простую аналоговую аппроксимацию (re: fuzzy logic)?


Да откуда я знаю? Думаете я знаю решение и просто играюсь здесь? Нет. Это мозговой штурм в реальном времени, приглашаются все желающие. В крайнем случае можно просто почесать решалку.

И ещё. Прошу пардону за несвоевременные ответы или отсутствие таковых. Это не игнорирование кого-либо, а просто невозможность реагировать на всё в реальном времени (в промежутках между делом). Тут стоит только зацепить что-то и сразу приходится отбиваться со всех сторон. То Сергей с kT наседает (вполне по делу), то Алексей оттачивает начальные условия, то Taу (так и не успели познакомиться) уже готов математикой придавить. А чего стоит олимпиада в Ванкувере Ивана Помидорова . А ещё и Виталия хоть как-то надо поддержать. Но! За это, друзья, я и люблю общение с вами. Улыбку гнуть постоянно тоже надоедает. Так что продолжим.

В большинстве случаев ADC/DAC заменяют TDC/DTC (Digital to Time Converter). Поиск в интернете привел к такому же выводу:
PICOSECOND-ACCURACY DIGITAL-TO-TIME CONVERTER FOR PHASE-INTERPOLATION DDS

Поэтому присоединяюсь к гипотезе VCO:



Есть два варианта DTC: на цепочке логических элементов, и на базе интегрирующей цепи. Первый шумный вариант отметается, второй по быстродействию проигрывает DAC. Возможно есть нечто гибридное, но очевидно не такое простое, чтобы прямо сейчас потягаться с DAC. В любом случае, там где возможно, нужно использовать ADC/DAC, лишней информация об амплитуде точно не будет, а скорее всего станет главным козырем в размене одних характеристик на другие.


Поправлю, интерполятором-реконструктором выступает ФНЧ и, что важно, это звено без потерь. Поэтому, как разработчик, остановился бы на варианте FPGA -> DAC -> Усилитель-Ограничитель

красота! , иными словами 100бит*100МГц=10бит*1ГГц.
Ув. товарищ Petrov, разъясните пожалуйста вкратце физический смысл , про спектр что-нибудь.

это легко. но в нереальном времени. Как пример, какая-нибудь быстрая полиномиальная интерполяция даст желаемый результат в виде цифр. но эти цифры хороши только на экране монитора. Потому что там надо арифметикой и умножением заниматься ( и это в интервале 1 такта клока между соседними отсчетами синусоиды). Когда Fclk на пределе для более простых цифровых узлов , нежели умножители, поможет только аналоговый фильтр. Но на него надо подавать честные отсчеты синуса.

да, цап+ фильтр после него занимается кроме всего и "вычислением" т.А. ( чисто в аналоге, но в реальном времени)

"Необходимая информация" не полностью теряется после обрезки младших разрядов на ЦАП. Информация там - внутре ДДСа с учетом этих младших разрядов сохраняется и используется.
Насчет избыточности "всей синусоиды" . Дело в том что точки перехода через 0 это "какраз" вся необходимая и достаточная информация. Отброшена только амплитуда в виде конкретного значения, которое по барабану для синтез-целей. То есть избыточность как-бы отсутствует. для правильной интерполяции 2-х точек совершенно недостаточно ( чтобы убедиться возьмите отсчеты синуса поближе к границе найквиста)

мне пока ничего не приходит насчёт "получше" аналогового фильтра . но я жуткий консерватор и тормоз.

Обязательно перед усилителем-ограничителем нужен фильтр. Если усиливать (нелинейно) выход ДАС до фильтра , то в полезную полосу попадут комбинашки с соседними зонами и пройдут через фильтр.

А что за олимпиада? Ничего об этом не слышал.

Так я так и понял. Мозговой штурм он на то и штурм, чтобы и самого инициатора мобилизовать и озадачить на всю катушку.
Инициатор предлагает голую идею и вызывает неслабый когнитивный диссонанс у участников braistormа - те мстят ему за это

Это же шутка. Я так понял, что имелся в виду уникальный климат Ванкувера в период олимпиады: то оттепель, то обледенение, то штормовой ветер, то град с каменьями. Интересно, угадал?

А почему надо останавливаться? Возможна ли дальнейшая обработка сигнала такого варианта DDS?

А с чего вдруг должно на порядки увеличиваться количество информации для представления одного и того же сигнала? Можно преобразовать шум квантования и задавить его на выходе ЦАП меньшей разрядности аналоговым фильтром.

Это синтезатор несущей а не передача информации в полосе.
информации 0 . никакой информации нет а если есть -> убрать , ширина спектра несущей должна стремиться к нулю. Аналоговый фильтр на выходе - гипотетически запрещен постановкой задачи, соответственно шум добавлять тоже нельзя.

Не имеет значения, всё это собственно давно используется практически
https://ru.wikipedia.org/wiki/DSD

Аналоговый звуковой сигнал конвертируется в цифровой с помощью дельта-сигма модуляции при частоте дискретизации 2 822,4 кГц (в 64 раза больше, чем у CD Audio), но с разрешением всего 1 бит, в отличие от используемых в формате CD 16 бит при частоте 44,1 кГц.

Чтобы иметь меньший уровень шумов в пределах частотного диапазона полезного сигнала применяется технология формированием шума (англ. noise shaping), которая перемещает шумы за пределы слышимого диапазона. Затем одноразрядные импульсы записываются напрямую на носитель

Цифро-аналоговое преобразование состоит в простом отфильтровывании одноразрядного представления для удаления сверхзвуковых шумов.

DSD способен обеспечить динамический диапазон 120 дБ от 20 Гц до 20 кГц. Значительное повышение уровня шума происходит за границей слышимого диапазона свыше 20 кГц.

2 822,4 кГц/(20 бит * 44.1 кГц)=3.2 Даже порядка нет, и то для упрощения восстанавливающего фильтра, пределом является то же количество информации, к которому можно сколь угодно близко приближаться.

Всё это точно так же можно использовать для FPGA+ЦАП, получить больший динамический диапазон по шумам квантования, чем на первый взгляд ЦАП позволяет, если используется не весь диапазон частоты дискретизации или есть переключаемые аналоговые восстанавливающие фильтры.

А что это за Balakhna, где это?

https://www.google.ru/maps/place/%D0%91%D0%...3.5633659?hl=ru