Как я понял, здесь перенос частоты с помощью ЖИГ-генератора и DDS производится на относительно небольшое расстояние от ближайшей подпорки (опоры), поэтому резкого ухудшения фазового шума не произходит. Стало быть ФШ в петле главным образом определяются опорой, делителями и ФД, при этом шумы последнего доминируют. Правильно ли я понял архитектуру синтезатора?

Опора преобразуется в сетку с достаточно крупным шагом, например, прямым синтезом, как в новых PSG. С этой сеткой ЖИГ преобразуется вниз на частоту ДДС, где сравнивается с самим ДДС на ЧФД. С ЧФД обратно на ЖИГ. Как-то так. Шумы определяются ЧФД, опорой и качеством схемы образования крупной сетки.

Да, применения типа калибровки/поверки измерительной аппаратуры, измерения фаз. шумов и т.п.

В настоящее время косвенный синтез закрывает текущие потребности (где-то до 10 мкс - имеется ввиду массовый спрос, а не отдельные применения). Ну, а дальше, по-видимому, придётся переходить на прямой синтез (DA, DDS и их комбинирование).

Точно. Возвращение на круги своя: частотный синтез – “всего лишь” распределение сигнала опоры в нужном диапазоне с нужным шагом. А PLL – это полосовой фильтр (далеко не идеальный), подчищающий огрехи (спуры) реализации сетки частот. В этом отличие от простейших синтезаторов, где PLL выполняет функцию умножителя частоты. В итоге имеем: PLL-умножитель--посредственный синтезатор, PLL-фильтр--хороший синтезатор, ну и последний шаг: идеальный синтезатор - no PLL.

Как кто-то здесь ранее заметил, такой подход используется практически во всех малошумящих синтезаторах. Но, он (применённый непосредственно, как Вы тут описали) имеет один существенный изъян – спуры за счёт использования двух частотно-некратных опор (опора в формирователе сетки и опора, идущая на ФД - т.е. DDS). ФД работает как тот же смеситель, т.е. придётся проверять mf1+-nf2 и, скорее всего, усложнять всю эту идилию. Интересно, но во многих (без имён, но в самых что ни на есть крутых моделях) этот факт почему-то игнорировался. В результате находились спуры в спектре - довольно редко, довольно трудно отыскать, если не знать част. план, но тем не менее...
Вывод: если в дополнение к низким шумам нужны ещё и гарантировано низкие спуры (не typ, а max), то нужно гарантировать, чтобы бы продукты смешения (и сетки, и ФД) не попадали в полосу ФАПЧ.

Косвенный синтез - это, как я заметил, главным образом выше 10 мкс, за редким исключением - единицы мкс (когда он делается на рассыпухе и микросхемах с параллельным управлением типа Peregrine Semiconductor), до 1 мкс - крайне редко. Основные ограничения быстродействия: последовательный управляющий интерфейс и ФНЧ на операционном усилителе, где для обеспечения устойчивости фильтра полюса приходится растаскивать в спектре ОУ, а компоненты - выбирать в ограниченном диапазоне номиналов, проблемы, решаемые главным образом переходом на дискретные компоненты, что далеко не всегда приемлемо. Поэтому ФАПЧ для свехбыстрых решений (до 1 мкс) для большинства разработчиков недоступны.

Вот тут у меня назрел второй , очень важный для меня вопрос: Как сделать PLL - идеальным полосовым фильтром с характеристикой, близкой к прямоугольной. Слышал о многих оригинальных решениях: цифровой ФНЧ, многозвенный LC-фильтр, ФНЧ, построенные на принципах, обеспечивающих высокую добротность, но на практике в подовляющем большинстве конструкций вижу классические ФНЧ на ОУ 3-7 порядка, причём, как правило, однозвенные, или пассивные фильтры 3-го порядка. В чём дело? Почему доминируют именно такие решения? Ведь для обеспечения максимального быстродействия и идеального подавления помех за пределами полосы пропускания характеристика ФНЧ должна быть максимально близкой к идеальной.

А надо ли лучше? Простая ФАПЧ на ОУ с примочкой из RC по выходу обеспечивает спад АЧХ 40 дБ/дек за полюсом RC. До него - 20 дБ/дек. Для устойчивости полюса растаскивают на порядок друг от друга, сами же пишете. Так что третий полюс будет уже в сто раз дальше, чем срез петли. Для средненькой ФАПЧ 100 кГц будет 10 МГц.Чего там давить-то? Даже с двумя полюсами здесь получится 60 дБ, а на 100 МГц отстройки - 100 дБ. Не хватает? Ну и звон при перестройке появляется при опрямоуголивании характеристики.

По-моему варианту - надо. Требуют давить весь мусор за пределами петли минимум на 100дБ при минимальном времени перестройки. Ваши раскладки на 100 дБ подавления имхо не совсем верны, частоты PFD выше 100 МГц так сильно давить не получается, они очень хорошо "прошивают" ОУ и топологию через паразитные цепи, их уровень на выходе обычно не ниже -80 дБн при любой частоте среза, даже если её взять в 200-500 раз ниже частоты сравнения. Может быть дело в кривых руках, но -90 дБн - это пока предел подавления частоты сравнения, которого мне удалось достичь в широкополосных ФАПЧ. Ну и звон можно устранять коммутируемым на время перестройки дополнительным фильтром ценою небольшого увеличения теоретически достижимого (без учёта звона) времени перестройки.

YIG
Проблема легко решается дополнительными ФНЧ за пределами петли.

В некоторых древних схемах видел режектор на частоту PD и на вторую ее гармошку в виде фильтр-пробок

Вот это уже ближе к телу, как говорил Ги де Мопассан. Комбинашка в виде ФНЧ и режекторного фильтра, возможно, и есть то, что нужно, режектор можно сделать отключаемым на период перестройки ФАПЧ. Спад соворупной АЧХ будет максимально крутым, вот только пока непонятно, как повлияет совокупная ФЧХ на форму спектра ФАПЧ? Но есть смысл попробовать!

максимально крутая совокупная АЧХ , как сказал Dr.Drew, даст выбросы переходного процесса на фронте напряжения ГУН . Смысл в том чтобы в нескольких октавах от границы полосы пропускания петли PLL АЧХ не была слишком крутой, желательно по кривой Гаусса ( что выполнить трудно). А вот если пробки будут отстоять от гранцы PLL раз эдак в 10-30 , уже можно на что-то рассчитывать. Доп фильтр не должен сильно влиять на запас по фазе на границе петли, т.к. загудит. А влиять будет , и чем прямоугольнее хотите АЧХ сделать, тем сложнее реализовать, если вообще возможно.

А что скажите по поводу такого решения фильтра? "A Low Spur Fractional-N Frequency Synthesizer Architecture"

по идее годится только для фракционального 1-го порядка, когда строго известно что нужно давить. Но 1-й порядок не фонтан по уровню спуров вообще , что видно даже в их симулинковой модели. В цифровом моделировании с плавающей запятой при 32-64 разрядах подавить-то можно по их принципу, но как такой фильтр встроить в аналоговую цепь перед VCO ? наверное никак, и АЦП-ПЛИС-ЦАП тут будут дико выглядеть. Разве что на переключаемых емкостях, но тогда будут спуры от проникновения паразитных зарядов переключения в эту высокоомную цепь.
Современные фракциональники имеют порядок DSM модулятора 3 ... 4-й и этот принцип из статьи им не подходит, хотя бы из-за рандомизации , техники дизеринга.

Но я ведь и не стремлюсь сделать частоту среза, приближенной вплотную к частоте сравнения, хотя бы как в классике в 20 раз ниже ( в 10 раз уже за пределами моего понимания). Если посчитаете спуры от частоты сравнения для классического 20-кратного варианта, то и увидите их примерно на уровне -60 - -70 дБн, что и реальные данные обычно подтверждают. Переходные процессы при таком классическом ФНЧ будут минимальными по времени. Далее включаем режектор и додавливаем спуры за пределы -100 дБн. Вроде всё логично... Короче, пробовать надо в ближайшем быстром проекте, о результатах постараюсь сообщить.
Очередной раз спасибо, ledum, за светлые мысли, очередной раз убедился, что местный ftp-сервер Вам точно не нужен, ну разве что, как файлообменник.

Тут у лично у меня всё просто - дробники в быстрых решениях с очень чистым спектром не применяю принципиально, а в относительно грязных и относительно медленных вариантах максимально сужаю полосу для HMC700, даже не напрягаясь на оптимизацию соотношения. Полная перестройка в пределах диапазона там всё равно медленная.
Слава богу, такие решения требуются нечасто и чаще там более подходят синтезаторы на PMYTO.

YIG - пусть даже ради прикола, гляньте Реда, желтый который - справочное пособие по высокочастоной схемотехнике , например, http://files.zipsites.ru/prikladnye_nauki/...emotekhnike.rar Рис. 2.107 и Рис. 2.111 - в этом архиве это первая и 4 страницы 3 части. Эллиптические фильтры. Но их согласовывать надо. Фильтр-пробки, последовательные на землю мне кажутся предпочтительнее. Но надо проверять
Ну а ситуация с полосой ФАПа в 1/10 - 1/50 от частоты сравнения чаще правило, чем исключение, у меня тоже

А где я сказал что к этому следует стремиться ? Просто предупредил, что максимальная крутость спада АЧХ после границы петли - непреодолимое препятствие для получения ровности полки ФШ , отсутствия ушей на границе петли PLL, минимизации выбросов ПХ.

Это понятно, но здесь речь идет не о шумах в ближней зоне, а о спурах от частоты сравнения - крутизна спада АЧХ после границы петли и не нужна. Поэтому сделав срез на 6-8 полос пропускания, т.е. очень далеко за амплитудным условием возбуда, и практически без влияния на характеристику фильтра ФАП в ближней зоне - где-то до 5 полос пропускания, за счет эллиптического фильтра или вообще за счет высокодобротных режекторов, мы возможно избавимся от палок на частоте сравнения и ближних ее гармошек. У меня такого не бывает - этих палок не вижу - избирательности ФАП достаточно для моего динамдиапазона. Поэтому это только предположения.

Совершенно верные предположения: самые мощные искажения спектра как раз должны пойти на отстройках в десятки МГц, там, где шумы и так уже ниже плинтуса и их флуктуации роли не играют, а палки на частоте сравнения и выше всё ещё критичны для динамического диапазона 90 дБ и широкой полосы, так как они ещё и усиливаются за счёт компрессии и потерь в гетеродинах (так мне объяснили). Отсюда и заоблачные требования к спурам при скромных требованиях к шумам.
В измерительной аппаратуре, как я понял, часто совсем наоборот, требования к спурам далеки от утопии, а ФШ требуются на уровне крутых генераторов. Что им эти спуры, когда они их могут просто не показывать их на экране при спектральном анализе или отфильтровать узкополосными ЖИГ-фильтрами в генераторах.

Соглашусь с Dr.Drew. Говоря о неидеальности PLL-фильтра, я прежде всего имел ввиду, что он шумит и недостаточно быстро перестраивается. Реализовывать фильтр с прямоугольной характеристикой вряд ли необходимо. Если нужно бОльшее подавление, то можно использовать разные дополнительные приёмы из серии ”бабушкиных рецептов для дома, для дачи,” например:
1. Используем LC-bandstop (уже тут говорилось), что-то типа:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Такой фильтр даёт дополнительное подавление на Fpfd (можно добавить и на гармониках) при относительно небольшом набеге фазы. Правда, имеет смысл использовать при весьма узкополосном Fpfd (что, впрочем, я всегда стараюсь закладывать в архитектуру по определению). Из других недостатков можно отметить ”всплеск” на высоких отстройках из-за влияния на основной фильтр (что тоже можно устранить).
2. Последовательное включение ferrite bead в линию, которая идёт на VCO tuning line (вместо или в дополнение к резистору). Bead (если правильно выбрать) мало влияет в основной полосе и даёт доп. подавление (причём без отражений) за её пределами. В некоторых случаях помогает мирно разойтись с проблемой нестабильности. Ну, и другие подобные ”конструкции выходного дня” - это всё на любителя и под конкретную схему.

Спасибо, Александр, "рецепты от доктора МалаховаЧенакина" тоже в тему, тем более легко проверяемы и реализуемы. Признаюсь честно, мне почему-то и в голову не приходило биды в управление врезать, боялся исковеркать спектр. Меня ещё на начальных стадиях освоения тематики ФАПЧ коллеги из дружественной фирмы предупредили избегать использования индуктивных элементов в цепях активной фильтрации, но помеходавы - это скорее антииндуктивности, точнее плохие индуктивности. Погружение в зону сверхнизких шумов и спур проходит аналогично с погружениями неопытного дайвера, который прибавляет раз за разом по 10 метров. Теперь со смехом вспоминаю свой первый синтезатор с -70 дБн/Гц на 10кГц, загаженный спурами до -50 дБн во всём спектре. Получилось так, что на приемлемые шумы я вышел раньше, чем на низкие "палки". Теперь на примере Элвиры вижу, что до ассов дайвинга ещё пыхтеть и пыхтеть!
И всё таки из всех вариантов более всего пока привлекает дополнительный "программируемый" режекторный фильтр на определённую полосу, так как он обеспечивает гарантированное подавление помех в конкретной области спектра. Ну и элементов фильтрации может быть несколько разных.

Хм. Насчет бидов. Я тоже думал типа поставить параллельную фильтр-пробку. Но это катит при большой емкости управляющего входа ГУНа. При малой емкости - делитель из бида или параллельной пробки и входной емкости ГУНа мне кажется менее эффективным, чем последовательный контур на землю в разрыве или после последовательного резистора фильтра в ФАПе, если таковой имеется. А на высоких ГиГах эффективность бида падает и чем выше его сопротивление, тем, как правило, он низкочастотнее. Но вот в борьбе с обратным пролазом бид - очень полезная штука. Особенно когда в блоке несколько работающих ГУНов с относительно близкими частотами.

Ну да, делитель напряжения должен присутствовать. Ёмкость можно и из основного фильтра позаимствовать (С6) или пораскидать её, i.e. до/после резистора и/или бида. Но, опять же, это всё на любителя. А, кстати, не пробовали делитель составить из фильтра-пробки (в цепи ГУНа) + фильтра-дырки (на землю)?

здесь книги
Наслаждаюсь этим

Вот такие собственные шумы конвертора получились на частоте 7 ГГц (худшая точка, в других шумы на 3 дБ ниже). Здесь ещё порядка 5 дБ потеряли по объективным причинам. Если напрячься, можно ещё дожать.

Если не затруднит, поясните болельщикам, что смешано с чем.

Преобразуются 7 ГГц вниз на 20 МГц. Подставки формируются в конверторе из некоторой опорной частоты. Чтобы измерить собственные шумы взял эту же опорную частоту, сделал из неё 7 ГГц и подал на вход. В итоге, шумы опоры привелись к 20 МГц и стали очень низкими, а остались шумы системы формирования подставок и преобразования входной частоты. При идеальной опоре будут такие шумы на ближних отстройках в замкнутой петле ФАПЧ.

То есть в Вашей системе имеется когерентное вычищение? В этом случае нельзя четко (на всех отстройках) судить о шумах, полученных в генераторе на 7ГГц.
Приведу пример: на моей первой картинке ФШ 1-го гетеродина СК4-БЕЛАН 240 для частоты 4671.4 МГц (анализатор настроен на 250 МГц). На второй картинке измерение фазового шума генератора Anritsu MG3694C/3X Беланом на частоте 250 МГц (генератор на этой частоте, понятное дело, лучше анализатора). Обратите внимание, что результирующий шум на отстройках 10 Гц...100 Гц существенно лучше, чем у первого гетеродина. Потому что он вычищается вторым гетеродином (а потом еще и третьим) от одной опоры, а на отстройках дальше 1 кГц, наоборот хуже, потому что ФШ второго гетеродина становится некогерентным и не вычищается, а добавляется. Так вот если бы я судил о шумах первого гетеродина (основного синтезатора) на частоте 4671.4 МГц по тому, что я принимаю на ПЧ 21.4 с использованием двух подставок, то я сделал бы неправильные выводы. Если так рассуждать, то у Вас на 7 ГГц на отстройке 100 Гц получился шум, приведенный к 100 МГц, аж под -160дБ/Гц. Впрочем, начиная с 10кГц шумы, пожалуй, отображены адекватные - там вычищение уже вряд ли работает.

Не так поняли. При преобразовании частоты вниз конвертор вносит шумы, которые равны сумме приведённых шумов внутренней опоры и шумов системы преобразования частот внутри конвертора (назову это так). Если с первмыи можно поиграться, поменяв опорник, то вторые изменить крайне трудно или невозможно. Вот их я и показал...чтобы можно было подобрать оптимальную опору. А померить это удалось с применением когерентного вычищения. Архитектура макета это позволила.

А вот и синтезированный сигнал на частоте 4,76 ГГц (синий). Там же приведены шцмы опоры (бордовый).
Планирую дожать опорный сигнал до минус 140 на 10 кГц на этой частоте. Тогда итоговые шумы лягут в минус 137-136.
Кстати, а кто-нибудь пробовал получать расчётные шумы ADF4002 на низких входных частотах 10-40 МГц? Что-то в минус 140 упёрся и никак сдвинуть не могу.

У Александра получается лучше, чем -140 дБн/Гц при 50 МГц

A Broadband, Low Phase Noise, Fast Switching PLL Frequency Synthesizer
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Не могу сообразить где здесь видны шумы 4002 лучше минус 140 при 50МГц? При таком методе должны быть видны вроде только шумы умноженной опоры.

Насчёт 50 или 100 МГц вопросов нет. Чем выше частота, тем легче шумы получить. По опыту коллег, ЧФД с шустрым диф входом плохо ведут себя на низких входных частотах. Вот мне интересно, реально ли выжать заявленные шумы в таких режимах.

Если низкие частоты подаются извне (не после внутреннего делителя), возникает вопрос о скорости нарастания сигнала. Возможно не хватает дополнительного усилителя-ограничителя.

Дык вот, преобразование синуса в прямоугольники на быстрой логике с прямой подачей на входы опоры и СВЧ не улучшили ситуацию. Даже пробовал СВЧ трансформаторы 1:4 последовательно несколько штук - шумы на 3-4 дБ подсели и всё. Благо, что система позволяет влепить удвоитель и продавить шумы ЧФД в замкнутой петле на 6 дБ - жить можно.
Даже камрады из электронной зоны аналог девиц в ступор впали. Внятного ответа от них не добился пока.

имхо, возможно "продавливаете" не шумы ЧФД, а шумы резисторов фнч , они зело злы на малых частотах сравнения. Кстати что за фильтр у Вас и полоса 400K ?

Камрады в электронной зоне уже говорили, что у них с этой чипой не совсем выясненные проблемы. Даже в ADISimmPLL и даташит пришлось вводить некие фликкер шумы фазового детектора, чтобы хоть как-то учесть эти проблемы, чего у остальных микросхем вроде не замечал. Возможно Вам удалось найти еще один прикол.

О! Как бальзам на душу. На камрадов надейся, а сам умножай! Вы там 1 МГц (отстройка) совсем не добивайте, а то больше нам и поспорить не о чем будет, придётся тему закрывать

Ну а если серьёзно, то почему 6 дБ, а не 3? Может, всё-таки, это не ФД?

Да тему эту, по-моему, надо было давно закрыть, после первой ссылки на тыринг, как я и предлагал топикстартеру GS.
А теперь уже поздно, Ваша книга пользуется бешеной популярностью, а тема мал-по-малу превратилась в мусорный бак.
А хотите, я новую тему открою, более разнообразную и злободневную, например, "Новые идеи в области синтеза частот СВЧ-диапазона"?
Кроме того, Вы сами можете создать здесь любую тему с любыми стартовыми условиями и при этом появляться здесь раз в месяц.
Здесь, на форуме, нет никаких бюрократических препон в плане открытия и развития тем, лишь бы они касались электроники.

А и правда, дублирУй, не дублирУй - всё равно получишь 20log(N/2N)+10log(2F/F)=-3dB

Шумы ЧФД остаются на месте. Петля и давит на 6 дБ при удвоении частоты. Фильтр обыкновенный - пассивный.

Этот прикол встречается и с Хиттайтами. Один коллега тоже говорит, что на малых частотах сравнения шумы не подчиняются известной формуле.

Что-то я выпал немного. Про 1 МГц в каком смысле? Да и петля тут специально без оптимизации по шумам. Там ГУН с минус 142 на 100 кГц. Сделал только шумы системы вблизи несущей посмотреть.

Не-а! Если Вместе с умножением частоты шумы растут. А тут такая фитча, что и после удвоения шумы остались на уровне минус 140. По расчёту-то должно быть минус 145 на 50 МГц а у меня на 140 зависло. Вот и получается 6 дБ, а не 3.

Это просто шутка по поводу нашего давнего спора (ЖИГ или не ЖИГ). На картинке Ваша бордовая опора показывает –150 дБн/Гц на 1 МГц. Если Вы ”продавите” шумы ФАПЧ до этого значения (не важно умножением ли петли или другим способом), то спор придётся закрывать . Опять же, шутка, т.к. надо будет расширять полосу туда, где ”не ступала нога” - проявляются эффекты семплирования ЧФД или внутренняя фазовая коррекция операционников – о чём ни камрады, ни software, ни книжки уже не пишут.
В общем, просто было хорошее настроение. По собственно самому вопросу: я бы посоветовал временно заменить ФД (например быстренько склепать на той же быстрой логике), чтобы проверить, что на самом деле ограничивает шумы.



Мы уже говорили на эту тему. В чисто финансовом плане для меня эти ссылки абсолютно никакой погоды не делают. Технические книги с этой целью не пишутся. Никаких иллюзий тоже нет (кто хочет, тот всегда найдёт). А вот дискомфорт и неудобство действительно доставляют немалое, т.к. определённые обязательства у меня есть (я уже говорил), а за никами я не прячусь. К тому же, эта ссылка - элементарное неуважение к другим участникам форума, которые приобрели эту книгу – например, к Вам (и не только к Вам). Честно говоря, трудно понять, зачем опять было вытягивать эту ссылку именно здесь - уже год как прошёл, и интернетем все пользоваться умеют. Не знаю.


Если есть идеи для обсуждения, то почему и нет. Лично для меня данная тема просто стала привычным и удобным местом общения на самые разные вопросы по синтезаторам. Да, наверное, и не только для меня. Вон, кол-во посещений уже за 19 тыс. перевалило. Интерес есть, здесь или в другом месте – будем общаться.

Идеи есть. Они, может быть, и дилетантские, но лучше здесь сразу обломиться, чем на стадии проектирования и макетирования. В следующем году попробую, может что и выйдет...

На певый взгляд - разницы нет, но листать десятки страниц многим не хватает времени, как они обычно говорят "Фсё ниасилил!" и далее "О чём это Вы тут, о книге Ченакина. Да вот она!" Тыц, и снова ссылка. И снова пауза в недоумении: "Зачем новый участник выложил книгу, она же уже у всех есть?". И снова ответ: "Новый участник прочитал лишь название темы и первый пост, вот и решил помочь людям."
А если посмотреть внимательнее, то все уже сбились со счёта, сколько тем в этой теме поднималось. Вы же в своей книге не стали всё сплошным текстом гнать, на главы разбили, содержание и ссылки к каждой главе прикрепили, всё как положено. А тут всё галопом по Европам, да ещё под совершенно иным названием.
Как образец - соседняя тема Виталия, обсуждается новый метод синтеза, почти всё в тему, любой офф - тоже близко к теме. По названию темы сразу понятно, о чём идёт речь.

Если ГУН очень плох, то, конечно, надо будет расширять, но я на это не расчитываю. Система принципиально не позволяет работать с широкими полосами ФАПЧ (выше 1 МГц), так как разрабатывалась под ЖИГ-генераторы или просто существование генераторов (ЖИГ) с довольно низкими шумами сделало целесообразным эту разработку.
А по поводу ЧФД, то я уверен, что причина в нём. Вот шумы на ПЧ до включения удвоителя. ДДС на 20 дБ тише. Больше шуметь до границы петли нечему, кроме ЧФД. После удвоения кривая осталась на месте. Я уже рассматриваю "боевое" применение системы, поэтому отклоняться на "рассыпные" ФД, чтобы убедиться, что ADF4002 плох не хочу. Либо дожимать ADF, либо ставить удвоитель. А, кстати, если субгармоника с уровнем минус 50 дБн будет торчать, на спектральную чистоту это не сильно повлияет - лишних биений рядом с полезной гармоникой не образуется?

Можно прояснить один момент, связанный с использованием удвоителя? У Вас схема со смешением ЖИГ/ГУН от гармоники на промежутку порядка 50МГц?
Почему спрашиваю: Вроде как, использование удвоителя в петле предполагает, что шумы опоры на удвоенной частоте (а) должны быть не хуже шумов опоры на основной частоте и б) должны быть ниже шумов ФД - ссылаюсь на Ваш же коммент примерно годичной давности



Так вот Ваша бордовая опора вроде не дотягивает в петле до заявленных шумов ФД? И она у Вас одинаковая по шумам для разных частот (например, 4ГГц и 8ГГц)? Или я не правильно трактую Ваши графики?

Похоже, что нет. Бордовая опора - это подставка, грубо говоря, полученная умножением КГ и фильтрацией петлёй ФАПЧ. Хотя преобразование на гармониках я не применяю, а подставку делаю делением более высокой частоты. До идеала она не дотягивает 4-10 дБ по известным причинам. Её шумы и вылазят вблизи несущей. Моя проблема в том, что гадит ADF. Имея минус 140 что на 20, что на 50 МГц, без удвоителя он даёт минус 134 в замкнутой петле на СВЧ. То есть минус 131-130 я уже вижу без удвоителя сейчас, а в пределе - минус 134. Ставлю удвоитель и должен видеть минус 134 уже сейчас, так как ADF даст в петле уже минус 140. Вижу всего минус 132-131, понятно, из-за ЧХ петли, но это мелочь. В пределе я уже увижу минус 140 при качественной подставке, чего я и хочу добиться...ну или минус 137 хотя бы. Причём в районе 7-8 ГГц уже будет легче - кварц даст бОльшие шумы и от ADF я уйду дальше.

Ближе к теме: Был проездом в Москве - ещё одну неплохую книгу по синтезу прикупил:
Л. А. Белов Устройства формирования СВЧ-сигналов и их компоненты
Тоже для студентов и обучающихся. Тираж 500 экз. В МДК осталась всего одна. Рекомендую.

У нас есть эта книжка в офисе. Неплохая, он там много интересных моментов пишет, и про прямой синтез и про фапч. Там есть алгоритмы расчёта спектра на выходе синтезатора. Мы попробовали забить алгоритм в mathcad, работает, но слишком долго он там всё считает. Т.е. в научном плане задача решается нормально, но для нас метод оказался не совсем жизненноспособным.

В случае пролжения общей дискуссии - существуют две точки, где можно применить удвоитель:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Вариант 1 – справа от смесителя.
В этом случае ФАПЧ улучшает на 6 дБ шумы всех элементов, стоящих слева от удвоителя, в том числе и шумы подставки. Но т.к. теперь опору F тоже необходимо удвоить для получения нужной частоты, то относительно опоры выигрыша никакого нет (что вполне естественно). Предполагаем, что частота сравнения ФД также возрастает вдвое относительно исходного варианта без умножения (2RF-2LO=2IF), и его шумы, соответственно, могут ухудшиться на 3 дБ, что в итоге даёт выигрыш по шумам на 3 дБ. Заметим, что частотный план можно подобрать так, чтобы оставить частоту ФД на месте и, таким образом, отыграть эти 3 дБ. Кроме того существуют и другие элементы ФАПЧ (те же резисторы), шумы которых от частоты сравнения мало зависят. Суммируя всё вышесказанное, делаем вывод, что применение удвоителя позволяет улучшить шумы элементов ФАПЧ (не опоры!) от 3 до 6 дБ в зависимости от конкретной схемы построения.

Вариант 2 – слева от смесителя.
В этом случае частота/шумы подставки вообще никаких изменений не претерпевают. А шумы ФД и других элементов ФАПЧ улучшаются по тому же принципу.

Естественно, этот метод имеет смысл использовать при доминировании шумов ФАПЧ относительно шумов опоры (пересчитанных к частоте подставке). Аналогично уже дискутировавшемуся здесь вопросу подавления спуров ДДС, полагаю, что этот способ целесообразно использовать при достаточно высоких коэффициентах умножения. Двойка взята только лишь, чтобы продемонстрировать суть вопроса. Другой предмет анализа – спуры, который пока не рассматривался, но не менее интересен.

Александр, лично у меня нет особых сомнений, что круг применений умножителя в петле, скажем так, "сильно" ограничен в перестраиваемом синтезаторе. Однако, с Вашего позволения, проиллюстрирую Ваши две схемки на конкретных примерах для "толпы верующих".

Итак, схема 1 (удвоитель справа от смесителя). Возьмем типичные частоты (см. мой рисунок): гармоника (она же подставка) 5 ГГц, после удвоения 10 ГГц. ГУН/ЖИГ до удвоения 5050 МГц, после удвоения 10100 МГц. Частота сравнения ФД 100 МГц, DDS 100 МГц. Теперь проанализируем типичные шумы: гармоника на 5 ГГц (лучший случай в умножительных схемах) -136 дБ/Гц и 130 дБ/Гц на 10 ГГц. ЧФД на 100 МГц -153дБ/Гц, за счет удвоения предположительно -159дБ/Гц. DDS -155дБ/Гц (за счет удвоения предположительно -161дБ/Гц). Какие будут шумы в петле? Конечно, шумы гармоники - 130дБ/Гц. Будет ли заметен эффект применения удвоителя. Конечно, нет.

Схема 2 (удвоитель слева от смесителя). Возьмем типичные частоты: гармоника 5ГГц (-136дБ/Гц), ГУН 5100 МГц, разностная частота 100 МГц, после умножения 200 МГц (-130 дБ/Гц), частота сравнения ФД 200 МГц (-146 дБ/Гц, за счет удвоения -151дБ/Гц), DDS 200 МГц (-149дБ/Гц, за счет удвоения -155дБ/Гц). Какие шумы будут в петле? -130 дБ/Гц от удвоенной частоты преобразованной гармоники. Будет ли заметен эффект удвоителя? Нет.

А теперь вопрос? В каких случаях гармоника (которая в офсетной схеме определяет ФШ) у нас лучше, чем фазовый шум ФД??? Ответ: практически в никаких.

А я и не спорю. В принципе, даже грамотно сформированная офсетная сетка – не такое уж и распространенное явление (так уж ли много перестраиваемых синтезаторов с –130 дБн/Гц на 10 ГГц в петле?). Если брать повсеместно распространенное, то это будет одно-петлевая ФАПЧ. Ну и кому будет интересно об этом говорить? Зачем же сразу “толпа”? Да и не обязательно удвоитель везде использовать. Мне, лично, интересна сама дискуссия, в процессе может появиться много других интересных идей.


1. При использовании ФД похуже, чем –153 дБн/Гц (см. пример Dr.Drew в этой же теме). Хорошо, если нет никаких ограничений на разрабатываемое устройство. А если воевать за каждый мA?
2. При формировании офсетной сетки без умножения. На CRO/DRO можно получить уже –150 на 1 МГц отстройке (и, даже, получше). Это и с –153 дБн/Гц не вытянешь (а там ещё и шумы других элементов ФАПЧ надо суммировать).
3. При работе на низких частотах, скажем, 1 ГГц или ниже. Тут может возникнуть вариант и –160 дБн/Гц.

Можно и продолжить. Но я лучше соглашусь с Вами, что это решение не для массового применения. Хорошо, остановимся на немассовом, если так будет удобнее.

Всех участников форума и данной темы в частности поздравляю с наступающим Новым Годом!
Вот, как-то незаметно прошёл год, как я сюда ненароком забрёл. Решил оглянуться, пробежаться по тому, что мы тут как-то так лихо наобсуждали. Хотел что-то подытожить, но, не тут-то было! YIG прав, сколько здесь чего переговорили – перемололи! Массу интересных (и не так чтобы ) вещей, тем и подтем, полезных и не очень - весело, с юмором, без излишней агрессивности, в рамках. Что-то можно было и по другому сформулировать, но так уж всё само собой сложилось. Главное, было интересно. Лично я нашёл много друзей и единомышленников.
Всем искреннее спасибо за общение, здоровья, успехов и удачи в новом году!
Александр

Разрешите и мне поздравить Вас с Новым Гадом (драконом) и пожелать дальнейших успехов в синтезе СВЧ и в личной жизни! Хотелось бы, чтобы Вы также заходили на форум в будущем году и просвещали нас своими постами и статьями!
Книгу Вашу частенько приходится цитировать в фирме, особенно когда мне дают неприлично-лаконичное ТЗ на новый синтезатор.

Вам тоже Большое Человеческое Спасибо!
По сути мы - Ваши конкуренты, но Вас это нисколько не останавливает и не смущает, Вы, фактически, подарили всем книгу, статьи, много полезных советов, часть которых мне, например, уже удалось реализовать. Не без Вашей помощи решили полностью отказаться от ЖИГ-генераторов в пользу ГУНов, поэтому со следующего года мой ник изменится. Скорее всего это будет VCO как ответ на название статьи.
Всех благ в новом году!