Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Синтезаторы частот. От концепции к продукту.
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника > Rf & Microwave Design
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63
MegaElektronik
Цитата(rloc @ Nov 21 2013, 02:26) *
И так, пришел домой, почитал газеты, и решил на остаток свободного времени промоделировать несколько вариантов схем, чтобы развеять ложные слухи, домыслы, вечные двигатели ... Надеюсь никто не против? Вроде укладываюсь в рамки концепции построения.

За основу взял сигнал с частотой 100 МГц с фазовым шумом, имеющим равномерное распределение (для наглядности "окраски"). И далее перемножил сигнал с самим собой с задержкой lambda/4, lambda и 10000*lambda (рис.1, рис.2, рис.3). Красным цветом, для сравнения, приведены шумы сигнала, умноженного без задержек. Выводы очевидны. Последний вариант (рис. 4) - некоторая комбинация разных задержек, но схему приводить смысла не вижу, ПАВ-фильтр поставить проще и дешевле.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла


Для полной наглядности не хватает умножения двух НЕЗАВИСИМЫХ источников...
ledum
Цитата(rloc @ Nov 21 2013, 00:26) *
И так, пришел домой, почитал газеты, и решил на остаток свободного времени промоделировать несколько вариантов схем, чтобы развеять ложные слухи, домыслы, вечные двигатели ... Надеюсь никто не против? Вроде укладываюсь в рамки концепции построения.

Для правильного решения задачи, по очень грубой оценке, задержка должна быть больше периода ближайшего интересующего шумового сигнала. Типа 100мкс для расстояния от несущей 10кГц и более - чтобы шум в силу своей случайной природы успел "забыть" свое состояние в предыдущем периоде. 1мс для расстояния 1кГц+ и т.д. ИМХО. Unreal.
rloc
Цитата(Chenakin @ Nov 21 2013, 07:39) *
не смогли бы Вы выводы сформулировать?

1) Линия задержки вносит положительный вклад, назовем декорреляцией, в процесс линейных/нелинейных преобразований.
2) В спектральной области этот вклад носит неравномерный характер.
3) Отстройка от несущей области частот, на которую оказывает влияние линия задержки, обратно пропорциональна длине этой линии.
4) Области частот, где возможна взаимная компенсация шумов, чередуются с интервалом 1/(задержка в линии).
5) В пределе, при стремлении длины линии задержки к бесконечности, шумы становятся некоррелированными, и соответственно все преобразования будут эквивалентны взаимодействию независимых источников.

В общем, без формул, как то так. На всякий случай отмечу, что моделирование было в комплексном виде, чтобы избежать отражений от 0 частоты и получить более наглядные картинки. Корни моих предположений росли от корреляционных измерителей фазовых шумов.

Цитата(MegaElektronik @ Nov 21 2013, 08:59) *
Для полной наглядности не хватает умножения двух НЕЗАВИСИМЫХ источников...

Эквивалентно рис. 3, или п. 5 выше (количественно - разница 3 дБ).

Цитата(Chenakin @ Nov 21 2013, 07:39) *
Если они сумеют запихнуть 4 резонатора со смесителями в один термостатированный корпус, то можно получить 400 МГц с улучшением в 6 дБ относительно прямого умножения сотки. Кроме того, эти 4 резонатора можно разместить в ортогональных плоскостях, чтобы скомпенсировать вибрационные помехи (а это те же шумы).

Лучше в разнесенные термостатированные корпуса, с тем же условием ортогональности - меньше влияние друг на друга. А подогрев, как мы знаем, научились делать непосредственно самого кристалла и проблем с лишним потреблением не должно быть.

Цитата(VCO @ Nov 21 2013, 08:38) *
И потом, -180 дБн/Гц имеют самые лучшие и дорогие OCXO, которые немногие могут себе позволить использовать

Подсказать, как простыми средствами, за смешные деньги, уровень обычного генератора поднять до уровня Temex/Pascall на отстройках >10 кГц ? Вопрос, что с такими шумами будете делать?

Цитата(ledum @ Nov 21 2013, 11:44) *
Для правильного решения задачи, по очень грубой оценке, задержка должна быть больше периода ближайшего интересующего шумового сигнала.
ИМХО. Unreal.

Да, да, да, опять возвращаемся к оптике. Кто-нибудь в курсе, что корейцы придумали оптический фазовый детектор, дающий после умножения 70 МГц полку -160 дБн/Гц на 10 ГГц? Фантастика? А как же тепловые шумы? Да они просто в медь ничего не транслируют. И обещают в скором времени сделать -170 дБн/Гц. Сравнил с OE Waves - шумы практически эквивалентны. Попутно, в свете наших декорреляций, думаю на оптических линиях можно неплохие фильтры делать.

Цитата(Dr.Drew @ Nov 21 2013, 05:55) *
Уточните, кто знает, коррелированность производных случайных процессов и самих этих процессов жестко и взаимно связаны?

А производная где у нас встречается? Прошу напомнить, где-то что-то пропустил.
ledum
Цитата(rloc @ Nov 21 2013, 11:48) *
Да, да, да, опять возвращаемся к оптике. Кто-нибудь в курсе, что корейцы придумали оптический фазовый детектор, дающий после умножения 70 МГц полку -160 дБн/Гц на 10 ГГц? Фантастика? А как же тепловые шумы? Да они просто в медь ничего не транслируют. И обещают в скором времени сделать -170 дБн/Гц. Сравнил с OE Waves - шумы практически эквивалентны. Попутно, в свете наших декорреляций, думаю на оптических линиях можно неплохие фильтры делать.

Тоже дадад. При рассмотрении единственного доступного в Киеве в виде пары AFBR-1310Z и AFBR-2310Z Кш системы под 50дБ....Если кто подскажет что-то малошумящее, обязательно серийное - огромный респект.
VCO
Цитата(rloc @ Nov 21 2013, 12:48) *
Подсказать, как простыми средствами, за смешные деньги, уровень обычного генератора поднять до уровня Temex/Pascall на отстройках >10 кГц ?

Если Вы имеете в виду кварцевые фильтры, то я их давно уже применяю. ПАВ-фильтры - реже.
Засовывать кварцевые фильтры в термостат OCXO не получится. Если что-то иное - подскажите.
Сразу оговорюсь, что ни измерителя фазовых шумов, ни крутого анализатора спектра у меня нет.
Цитата
Вопрос, что с такими шумами будете делать?

Пробовать переносить в СВЧ-спектр с потерями 20logN. 10logN пока ещё рано... wink.gif
rloc
Цитата(VCO @ Nov 21 2013, 15:30) *
Если Вы имеете в виду кварцевые фильтры, то я их давно уже применяю. ПАВ-фильтры - реже.
Засовывать кварцевые фильтры в термостат OCXO не получится. Если что-то иное - подскажите.

Если мы хотим получить -180 дБн/Гц и ниже, то речь идет о фильтрации мощностей более 5 дБм, с учетом всевозможных потерь, коэффициента шума ... Для кварцевых фильтров многовато, можно "поджарить" с высокой вероятностью выхода из строя или непредсказуемого старения. И, как правильно было замечено, кварцевые фильтры желательно термостатировать или расширять полосу за счет порядка, что не всегда удобно. ПАВ-фильтр на кварцевом основании - другое дело: и допустимая мощность больше, и полосу можно сделать шире для учета температурного ухода, особенно когда производитель фильтров находится в России и договориться о коррекции характеристик в ту или иную сторону не проблема. Если не изменяет память, приводил ссылку (сразу предупреждаю - не стоит обращать внимание на смещение по частоте).
У меня вопрос ко всем: почему ПАВ-фильтры и кварцевые резонаторы, имеющие одинаковое основание, допускают разные уровни мощности? Есть тут разработчики ПАВ ? Сам глубоко в этот вопрос не вдавался, но версия есть.
Chenakin
Цитата(rloc @ Nov 21 2013, 01:48) *
В общем, без формул, как то так.

Очень ёмко и лаконично, с наглядным примером. Хороший ответ.

Цитата(rloc @ Nov 21 2013, 01:48) *
Подсказать, как простыми средствами, за смешные деньги, уровень обычного генератора поднять до уровня Temex/Pascall на отстройках >10 кГц ?

Подскажите. Что конкретно интересует – как удерживать неизменным профиль фазовых шумов и его симметрию. Скажем, если Вы используете фильтр (к примеру), то его центральная частота (и соответственно подавление шумов) будет плавать. Интересно, как бы Вы практически решали задачу стабилизации такого фильтра (или чего-то другого).

Цитата(VCO @ Nov 20 2013, 20:38) *
Мы ещё не говорили про биения между этими генераторами.

Если использовать выносные генераторы, то проблема решается их ФАПЧ-еванием в узкой полосе, скажем 10-20 Гц (где, естественно, некоррелированность будет потеряна).

Цитата(VCO @ Nov 20 2013, 20:38) *
Это болезненный перекос нашей темы в сторону ФШ в ущерб ПСС. Мне это понятно, бОльшая часть участников работает в сфере T&M, зачастую ПСС в измерителовке можно обойти программо-аппаратно. В приёмно-передающей аппаратуре этот номер не пройдёт, любая спурина, независимо от происхождения, может сойти за сигнал.

Да ладно, что нам стоит дом построить – перекосим на ПСС. Что требуется? Я так понимаю, у Вас есть приёмник, в который входит синтезатор, обеспечивающий сигнал LO. Выход синтезатора имеет спурины, которые по уровню могут оказаться сравнимы с принимаемым сигналом и препятствовать его идентификации. Так?

ОК. Сделаем два допущения. 1. Принимаемый сигнал не изменяется мгновенно (или чрезвычайно быстро - что, наверное, является вполне реальным сценарием). 2. Местоположение (частота) спура синтезатора является функцией его выходной частоты (что можно обеспечить надлежащим выбором его архитектуры).

Переходим к делу. Настраиваем синтезатор на необходимую частоту, снимаем (оцифровываем) выход приёмника в требуемом частотном диапазоне. Считаем, что есть принимаемый (неизвестный) сигнал на частоте Fs с уровнем S и спур на частоте Fa с уровнем А. Не можем выделить сигнал относительно спура? Хорошо. Слегка перестраиваем синтезатор таким образом, что искомый сигнал попадает в диапазон оцифровки (это могут быть и отдельные кусочки, собираемые в полосе – не суть важно). По-прежнему имеем принимаемый сигнал того же уровня и на той же частоте (он не успел ещё измениться – см. условие 1) и спур - теперь уже на другой частоте Fb с уровнем В (условие 2), сравнимого уровня (для простоты рассуждений). Совмещаем два этих отсчёта (математически) и суммируем. Получаем сигнал на частоте Fs с уровнем 2S и два спура на частотах Fa и Fb с уровнями А и В. Или можно сказать (после нормировки), имеем сигнал того же уровня S и два спура, подавленных до величин A/2 и В/2. Достаточно ли этого, чтобы выделить сигнал? Если нет, то делаем третий отсчёт, ну и так далее, пока не продавим спуры на требуемую величину.

Понятно, что я всё это упрощаю, нужно смотреть временные характеристики и т.д., но смысл, думаю, понятен. В некотором смысле, это сродни корреляционному сложению, о чём мы шутили Выше (так что Вы зря про абсурд, тут так можно закрутить при желании, что грань между абсурдом и реальностью размоется как дымка в тумане sm.gif). Интересно, что требуемый синтезатор будет... как бы лучше сказать, несколько специфическим по архитектуре и выдаваемым характеристикам. Так что не знаю, стоит ли это обсуждать. А то боюсь, закидают тут теперь уже T&M-щики тапками и Вас, и меня за компанию (чтоб не лез из T&M невесть куда sm.gif).

Или всё же перекосим?

VCO
Цитата(Chenakin @ Nov 22 2013, 05:31) *
Так что не знаю, стоит ли это обсуждать. А то боюсь, закидают тут теперь уже T&M-щики тапками и Вас, и меня за компанию (чтоб не лез из T&M невесть куда sm.gif).

Тапкозакидательства я не боюсь, но чувствую, что поднял непопулярную тему.
Цитата(Chenakin @ Nov 22 2013, 05:31) *
Или всё же перекосим?

Не, не надо. Просто у каждого свои проблемы и мне до сих пор не понятно, почему ФШ за последние 20 лет у многих производителей снизились на 20дБ и более, а ПСС так и остались незыблемыми 70 дБ, а то и вовсе выросли до 60 дБ.

Если Вы считаете это нормальным, то я ухожу в сторону и начинаю самостоятельную борьбу со злом спурами. Время сбора информации и демагогии у меня подошло к концу, пора действовать.

По поводу борьбы со спурами: всё резко усложняется при увеличении скорости. Сейчас делаем радиокомплекс с временем перестройки 1 мкс. Как там уходить от Спур? А в передающем тракте как?
rloc
Цитата(Chenakin @ Nov 22 2013, 06:31) *
Подскажите. Что конкретно интересует – как удерживать неизменным профиль фазовых шумов и его симметрию.

Для кварцевого фильтра еще можно попробовать термокомпенсировать уход варикапом. Но нужна ли симметрия и стабильный профиль фазового шума, если они остаются ниже порога спецификации? Мы уже привыкли, что коэффициент шума приборов (чувствительность) изрезан и ступеньками меняется по частоте, а профиль фазового шума искривляется в разных диапазонах и не всегда меняется по закону 20logN, но все параметры не выходят за границы. Или сейчас итоговый бал соперники набирают по двум составляющим: технике и красоте, как в фигурном катании?

Цитата(Chenakin @ Nov 22 2013, 06:31) *
Сделаем два допущения. 1. Принимаемый сигнал не изменяется мгновенно (или чрезвычайно быстро - что, наверное, является вполне реальным сценарием).

Фактически, когда принимаемой системе мешают спуры, это означает, что мы принимаем не модулированные сигналы, иначе спуры разваливаются после демодулятора и их влияние нивелируется. Поэтому логика допущения абсолютно корректна, но мне никак не удавалось подтолкнуть VCO на размышления в этом направлении.

Цитата(Dr.Drew @ Nov 21 2013, 05:55) *
Уточните, кто знает, коррелированность производных случайных процессов и самих этих процессов жестко и взаимно связаны?

Понял о чем речь. Ответ - да, взаимосвязаны, жестко. Актуально для любых систем, где задержки не столь велики, шумовые добавки при различных преобразованиях на малых отстройках больше, чем можно было ожидать от некоррелированных процессов.
ledum
Кстати, вспомнил, что когда-то весьма неудачную попытку реализации такого метода (снижения шумов). Надо было 196 и 6 в периоде. Делалось умножителем на 4 на бескорпусном варакторе-ДНЗ. Очень капризным и трескавшимся на климатах поначалу (технологический глюк). Дык начитавшись ПТЭ (там что-то было про уменьшение шумов каскада зафапированых узкой полосой с индивидуальными ФАПами LC генераторов и просто складывались на той же частоте - типа амплитуда в два раза, а шумы за полосой в корень из двух - на 4 генераторах выигрыш 6дБ, подробности не помню) зафапировал на 3-х двухдиодных ФД с полосой 10Гц (шумы за полосой некоррелированы должны быть по идее) с генераторами поиска (тогда в основном такие были) от одного 49.167 три других через лябда на четыре кусок кабеля (типа хотел фазы подравнять между ведущим и ведомыми). Потом попарно сложил на диодном перемножителе- получил два сигнала по почти 100, а потом еще раз- 197МГц - так проще фильтровать ИМХО, чем плюсовать по Fвх - последнее даже в голову не пришло. Фигня получилась - ФАПы не умел считать - посчитал по Полякову из его УКВ приемников, не учел генератор поиска. А потом появились кварцы на 197МГц и тема автоматом заглохла.
To rloc. Спуры нам тоже мешают. Даже минус 110дБн от уровня гетеродина. В автоматическом обнаружителе перед подсистемой демодуляции. Они стоят в полосе и лезут черти как - по земле, возможно, (хотя корпус фрезерованый) - пролазят промежуточные продукты образования гетеродинных сигналов. Стоят на конкретных частотах в L диапазоне, само собой перемещаются в ПЧ вместе с сигналом. А сигналу не прикажешь перестроиться. Метод по мощности. Ибо полезные сигналы априори неизвестны. Остальные методы - на порядки медленнее. Полезные сигналы могут быть монохромами (маяки), могут модулироваными несущими. А вот фазовые шумы у нас, например, - практически некритично (в разумных пределах - точки в звездочках в черточки вырождаются при весьма и весьма посредственных шумах - по сути же в основном это выражается избирательностью по соседнему каналу - параметр пятый - десятый в большинстве СВЧ РПУ, ну может только при схеме Уивера критично - там шумы попадают прямо в центр полезного сигнала, допплеровских моноимпульсных локаторах и скалярных АС), как и шаг перестройки -10-20МГц приемлемо. Автоматический векторный анализатор сигналов у нас. Чувствую криво и сумбурно написал, но, надеюсь, понятно
VCO
Цитата(rloc @ Nov 22 2013, 09:49) *
Фактически, когда принимаемой системе мешают спуры, это означает, что мы принимаем не модулированные сигналы, иначе спуры разваливаются после демодулятора и их влияние нивелируется. Поэтому логика допущения абсолютно корректна, но мне никак не удавалось подтолкнуть VCO на размышления в этом направлении.

Если бы я полностью разрабатывал радиокомплексы, то я поразмышлял бы об этом, но на нашем предприятии установлена жёсткое разделение труда. Мало того, часто ЦОС вне нашего влияния и реализуется на другом предприятии. От меня зачастую просто настоятельно требуют убрать спуры из спектра, пусть даже ценой ухудшения шумов, и всё!
Фактически это можно сформулировать как задание на бесспуровый синтезатор. Аналогично я могу потребовать мне сделать перестраиваемый узкополосный фильтр с идеальной прямоугольной характеристикой с нулевыми потерями и бесконечным подавлением за пределами полосы. wink.gif
Частенько это выглядит так: смотри, я подключаю к тракту вместо синтезатора генератор и никаких спур мы не видим, теперь мы подключили твой синтезатор - вот они, причём после преобразования на 20-30 дБ выше, чем в спектре синтезатора. Пару раз поймал их на компрессии, но они и без компрессии их вытаскивают довольно сильно.
Ну да ладно, прорвёмся! Кстати, борьба со спурами тоже серьёзная задачка, здорово развивает мозги...
khach
Цитата(VCO @ Nov 22 2013, 06:59) *
По поводу борьбы со спурами: всё резко усложняется при увеличении скорости. Сейчас делаем радиокомплекс с временем перестройки 1 мкс. Как там уходить от Спур? А в передающем тракте как?

Пока единственное, что нормально работает для подавления спуров- старый добрый нелюбимый ЖИГ фильтр. Вырезает все. Вот только есть проблема- пока в качестве VCO тоже был ЖИГ, то фильтр перестраивать синхронно было сравнительно легко- брали сигнал тока в катушке ЖИГ генератора, умножали на константу со сдвигом аналоговым способом и все работало. А вот когда стали использовать в качестве задающего интергральный VCO, то управлять ЖИГ фильтром антиспуровым пришлось медленно и печально ЦАПом по таблицам.
Есть ли идеи, как можно анаговым образом синхронизировать ЖИГ фильтр с частотой VCO? А то появилась очень странная идея использовать дополнительный ЖИГ генератор в качестве преобразователя частота-ток. К счастью такие извращения нужны только при приемосдаточных, как раз для для отлова влияния спуров. Потом изделие используется без ЖИГ фильтра.
VCO
Цитата(khach @ Nov 22 2013, 13:30) *
Есть ли идеи, как можно анаговым образом синхронизировать ЖИГ фильтр с частотой VCO? А то появилась очень странная идея использовать дополнительный ЖИГ генератор в качестве преобразователя частота-ток. К счастью такие извращения нужны только при приемосдаточных, как раз для для отлова влияния спуров. Потом изделие используется без ЖИГ фильтра.

Так обсуждалось ведь уже:
1. Александр Ченакин предложил идею аналоговой автоподстройки узкополосного ЖИГ-фильтра, фильтрующего сигнал на одном из склонов характеристики.
2. Я предложил таким же образом автоподстраивать два ЖИГ-фильтра, один на левом, другой на правом склонах, образовав таким образом более узкополосный составной ЖИГ-фильтр.
3. Сергей Бельчиков предложил использовать составной ЖИГ-фильтр (не помню чьего производства).
4. Александр также предлагал ЖИГ- фильтр с контрольной сферой ЖИГ-генератора, а я предложил сместить ЖИГ-генератор легированием сферы, о котором рассказывал Андрей, таким образом вытащив контрольный ЖИГ-генератор за пределы полосы.
Короче, я помню, что Вы участвовали в обсуждении. Может какая-та из этих идей Вам и подойдёт, полистайте тему.

Но всё это будет работать слишком медленно для 1 мкс, а варакторные перестраиваемые фильтры не годятся...

...Там проще всего получается вообще не делать сильных спур, убивая их в процессе формирования прямого синтеза.
khach
Цитата(VCO @ Nov 22 2013, 13:49) *
Но всё это будет работать слишком медленно для 1 мкс, а варакторные перестраиваемые фильтры не годятся...


Спасибо за развернутое подведение итогов, все так и было, дискуссия от калибровке ЖИГ фильтров была очень плодотворной. Но тогда не стоял вопрос о скорости перестройки. Собственно поэтому и переподнял тему, т.к ищу решение, позволяющиее прикрутить ЖИГ фильтр к "серому ящику" синтезатора. Т.е не к "черному", внутренности которого совершенно недоступны, а к синтезатору, которые не проектировался в расчете на работу с ЖИГ фильтром и соответсвенно не предусмотрены механизмы управления фильтром. 1 мкс это время перестройки на соседнюю частоту. В приниципе можно вообще фильтр не перестраиват несколько точек по частоте- все они попадают в полосу пропускания фильтра. Если фильтром управлять с аналогового интегратора, то почти все работает. Но при этом в режиме ЛЧМ перестройки синтезатор может на некоторое время "задуматься", например переключая поддиапазон. Фильтр должне об этом догадаться и "подождать". Алгоритм рассыпается.
Сейчас ищу схемы следящих преселекторов Хьюлетпаккарда, древних. там что то такое интересное было в контуре управления.
Фильтр с интегрированным следящим генератором наверно бы подошел, но нет пока возможности приобрести. Проблему бы решил быстрый преобразователь частота- напряжение с входными частотами 2-4 ГГц или более низкими (после прескалера). Не встречался ли кому пример использования ВАП (время-амплитудный преобразователь) в тракте управления ЖИГ фильтром?
Vitaly_K
По ссылке http://www.fujitsu.com/global/news/pr/arch...0131008-04.html
есть информация от Fujitsu как они уменьшают на 5 дБ шумы в системе ФАПЧ с делителем частоты. Приводят схему и временные диаграммы. Однако же остаётся неясным как это работает и за счёт чего получается выигрыш. Возможно, кто-либо поделится своими соображениями на этот счёт?

AFK
За счет тиражирования фронтов опорного сигнала увеличивается частота сравнения, следовательно, коэффициент деления в петле меньше и т.д.
Что-то похожее есть в АЦП interleaved mode.
Vitaly_K
Цитата(AFK @ Nov 29 2013, 12:49) *
За счет тиражирования фронтов опорного сигнала увеличивается частота сравнения, следовательно, коэффициент деления в петле меньше и т.д.
Что-то похожее есть в АЦП interleaved mode.

Но ведь тиражируются фронты поделённой опорной частоты, так что в итоге частоты сравнения остаётся прежней. Почему не использовать исходную опорную частоту?
AFK
Если я правильно понял
Цитата
In the new circuit, the frequency of the comparison signal is raised...
означает рост частоты сравнения. Тогда при той же опоре шумы ФАПЧ из известного выражения будут равны FOM + 10lg(REF*4) + 20lg(N/4), что на 6 дБ ниже (у авторов статьи получилось 5 дБ). Гипотетическая польза от такой архитектуры - обойти частотные ограничения ЧФД. Типа взять, например, четыре hmc439 и сравнивать на 4+ ГГц.
Vitaly_K
Цитата(AFK @ Nov 29 2013, 16:22) *
Если я правильно понял означает рост частоты сравнения. Тогда при той же опоре шумы ФАПЧ из известного выражения будут равны FOM + 10lg(REF*4) + 20lg(N/4), что на 6 дБ ниже (у авторов статьи получилось 5 дБ). Гипотетическая польза от такой архитектуры - обойти частотные ограничения ЧФД. Типа взять, например, четыре hmc439 и сравнивать на 4+ ГГц.

Понял, спасибо. Главное, они используют ту же самую опорную частоту. А я-то думал, что в первом случае, с которым они сравнивают, частота в 4 раза выше. Получается, что спустя почти 20 лет они подошли к моей идее PDS синтезатора. Только применили её в скромном частном случае. А в полном её воплощении получили бы значительно больший эффект. См. http://yadi.sk/d/K-Ddt4eP9LYcY
VCO
Цитата(Vitaly_K @ Nov 29 2013, 18:49) *
А в полном её воплощении получили бы значительно больший эффект.

А как там обстоят дела с полным воплощением идеи, хоть какие-то сдвиги есть в лучшую сторону?
Vitaly_K
Цитата(VCO @ Nov 30 2013, 08:20) *
А как там обстоят дела с полным воплощением идеи, хоть какие-то сдвиги есть в лучшую сторону?

Сдвигов нет. Это у меня. А у той же Fujitsu и дальше могут быть. Начало положено, дойдут и до полной версии.
rloc
Цитата(Vitaly_K @ Nov 29 2013, 11:02) *
По ссылке http://www.fujitsu.com/global/news/pr/arch...0131008-04.html есть информация от Fujitsu как они уменьшают на 5 дБ шумы в системе ФАПЧ с делителем частоты. Приводят схему и временные диаграммы. Однако же остаётся неясным как это работает и за счёт чего получается выигрыш. Возможно, кто-либо поделится своими соображениями на этот счёт?

Больно эта новость похожа на разработку другой японской компании - Mitsubishi. Возможно совместно работают в этом направлении. Повторюсь, изюминка идеи - сложение независимых источников, в данном случае - нескольких фазовых детекторов. Соответственно выигрыш - 10logN, там где вклад в шумы дает сам детектор. А по времени ФД разносят, чтобы внутри одного кристалла они меньше влияли друг на друга. Интересно, как у Fujitsu реализована задержка опорного сигнала. А истоки этой идеи обросли длинной бородой, многие известные компании (Agilent припоминаю) ковырялись в этом направлении. Дай бог всем успешно продвинуться, потому как по шумам получается близко к QS.


Цитата(Chenakin @ Oct 10 2011, 02:53) *
А вот с таким ГУН-ом будет куда проще:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
По уровню -140 нужно замыкать ФАПЧ на 2-3 МГц, что серьёзных проблем не вызывает. Вопрос о ГУН-е оставим пока за скобками; естественно, это не октавный и придётся использовать мощный VCO-bank (хоть всё может быть реализовано на одной подложке). Вопрос вкл./выкл. отдельных VCO решается способом срыва генерации без выкл. питания, при этом необходимое время переключения VCO с выходом на генерацию составляет менее микросекунды. Т.е. сделать можно. А вот нужно ли (market demand) – это уже другой вопрос. Пока, наверное, нет. Подождём.

Что за ГУН был на картинке? Есть сведения, возможно Вам виднее и ближе, что Analog Devices получила в интегральном виде -115 дБн/Гц (100 кГц) и -137 дБн/Гц (1 МГц) в этом диапазоне при относительной перестройке 10% на один ГУН, и проверила это на макетных платах.
Vitaly_K
Цитата(rloc @ Nov 30 2013, 11:17) *
Больно эта новость похожа на разработку другой японской компании - Mitsubishi. Возможно совместно работают в этом направлении. Повторюсь, изюминка идеи - сложение независимых источников, в данном случае - нескольких фазовых детекторов. Соответственно выигрыш - 10logN, там где вклад в шумы дает сам детектор. А по времени ФД разносят, чтобы внутри одного кристалла они меньше влияли друг на друга. Интересно, как у Fujitsu реализована задержка опорного сигнала. А истоки этой идеи обросли длинной бородой, многие известные компании (Agilent припоминаю) ковырялись в этом направлении. Дай бог всем успешно продвинуться, потому как по шумам получается близко к QS.

Спасибо за ссылку. Если что-то ещё подскажите, буду благодарен.
Задержку опорного сигнала для случая Fujitsu сделать несложно. Например, в простейшем 4-разрядном кольцевом счётчике. Расщеплённые фазы берутся с четырёх его выходов. В полной версии PDS синтезатора это делается с помощью специальной схемы фазорасщепителя, и там возможностей снижения шума значительно больше. Основа – аккумулятор. Отношение частот может быть дробным. Если по аналогии с Fujitsu и Mitsubishi то это как бы аккумулятор с ёмкостью 4 и числом 1 на входе, отчего и получается просто кольцевой счётчик.

rloc
Цитата(Vitaly_K @ Nov 30 2013, 15:44) *
Задержку опорного сигнала для случая Fujitsu сделать несложно. Например, в простейшем 4-разрядном кольцевом счётчике. Расщеплённые фазы берутся с четырёх его выходов.

Не совсем так. Расщепить фазу поделенного сигнала с ГУН - да просто, а опорный (REF) в таком случае надо сначала умножить на 4 (если брать кольцевой счетчик), или умножить на 2 (если комбинировать фронты и спады).
Ваша идея, на мой взгляд, ближе к варианту захвата DDS в кольце ФАПЧ, только DDS еще можно использовать отдельно. А варианты, рассмотренные выше, ближе к идее объединения нескольких PDS или DDS.
Vitaly_K
Цитата(rloc @ Nov 30 2013, 14:02) *
Не совсем так. Расщепить фазу поделенного сигнала с ГУН - да просто, а опорный (REF) в таком случае надо сначала умножить на 4 (если брать кольцевой счетчик), или умножить на 2 (если комбинировать фронты и спады).
Ваша идея, на мой взгляд, ближе к варианту захвата DDS в кольце ФАПЧ, только DDS еще можно использовать отдельно. А варианты, рассмотренные выше, ближе к идее объединения нескольких PDS или DDS.

Конечно же, исходную опорную частоту надо иметь в 4 раза выше той, которая используется для фазового сравнения. Если таковой нет, то можно и умножить. А как же иначе? Другого пути не вижу.

Со сравнением с DDS в петле ФАПЧ пока не могу согласиться. Пожалуйста, поясните, почему так считаете? А рассмотренные выше варианты, по-моему, ближе к частному, простейшему случаю PDS.

rloc
Цитата(Vitaly_K @ Nov 30 2013, 16:36) *
Со сравнением с DDS в петле ФАПЧ пока не могу согласиться. Пожалуйста, поясните, почему так считаете?

Интуиция подсказывает, больше сказать не могу.
Vitaly_K
Цитата(rloc @ Nov 30 2013, 16:07) *
Интуиция подсказывает, больше сказать не могу.

Тогда попробую помочь Вашей интуиции.
В DDS есть аккумулятор фазы и в PDS есть нечто подобное. С его помощью формируется некий процесс, который в DDS преобразовывается ЦАП-ом в синус, и на этом дело заканчивается. Частота на выходе DDS, при более или менее приемлемом спектре, много ниже тактовой. Чтобы её поднять, включают DDS в качестве ДДПКД в систему ФАПЧ. Это как бы второй приём для формирования сетки частот. В PDS сетка формируется в один приём, есть только петля ФАПЧ, и управляющий сигнал с ЦАП подаётся на ГУН. Можно согласиться, что некоторое сходство есть. А главное отличие в том, что в PDS используется расщепитель фазы. Из-за этого при одинаковых диапазонах частот спектр у PDS несравненно чище, чем у системы DDS+ФАПЧ.

rloc
Vitaly_K, железки нет, поэтому PDS остается несравненной системой. Ничем не могу возразить.
Vitaly_K
Цитата(rloc @ Nov 30 2013, 20:26) *
Vitaly_K, железки нет, поэтому PDS остается несравненной системой. Ничем не могу возразить.

Конечно же, Вы правы, и ничего другого от Вас не ожидал. Я так излагаю, потому что уверен в этом. А право сомневаться есть у каждого.
Пацаев
Встречались ли кому статьи/литература по сравнению уровня фазового шума выходного сигнала источника СВЧ колебаний, изготовленного в виде монолитной ИС (аналоговый автогенератор, быть может) по различным техпроцессам? В идеале одна и та же схема (желательно как можно проще) и топология в кремнии, арсениде галлия, нитриде галлия, кремний-германии. Глобально хотелось бы понять связь"фазовый шум - технология", фазовый шум - конструкция прибора (биполярный, биполярный с гетеропереходом, МОПТ, HEMT, ПТШ).
Пацаев
Я так понимаю, ГУН - один из основных элементов СВЧ синтезатора. Фазовый шум ГУН определяется добротностью элементов, которые обычно являются внешними по отношению к кристаллу. Может, поэтому никто не отвечает на вопрос, я его не в той теме задаю?
ledum
Цитата(Пацаев @ Dec 4 2013, 21:38) *
Глобально хотелось бы понять связь"фазовый шум - технология", фазовый шум - конструкция прибора (биполярный, биполярный с гетеропереходом, МОПТ, HEMT, ПТШ).

Вы про это http://scholarcommons.usf.edu/cgi/viewcont...amp;context=etd ? рис. 4.6. Но это только часть. Погуглите leeson formula phase noise
khach
Цитата(Пацаев @ Dec 4 2013, 21:38) *
Встречались ли кому статьи/литература по сравнению уровня фазового шума выходного сигнала источника СВЧ колебаний, изготовленного в виде монолитной ИС (аналоговый автогенератор, быть может) по различным техпроцессам?

Cамом интересно было бы найти такой обзор. Только боюсь, нереально. Максимум таблицы с достигнутыми параметрами с указанием технологий. Проблема в том, что под каждую технологию нужна глубокая оптимизация конструкции в соответствии с достижениями этой технологии. Поэтому более новые технологии могут проигрывать старым, т.к у старых все параметры уже известны.
Максимум- графики достигнутых ФШ в координатах например ФШ-частота или ФШ-годы разработки с цветными звездочками для обозначения технологий.

Цитата
В идеале одна и та же схема (желательно как можно проще) и топология в кремнии, арсениде галлия, нитриде галлия, кремний-германии.

Дык работать не будет. С кремния на нитрид топологию перенести нельзя- другие свойства подложки. Не говоря о полностью разных частотных диапазонах.
rloc
Цитата(ledum @ Dec 5 2013, 14:14) *
Вы про это http://scholarcommons.usf.edu/cgi/viewcont...amp;context=etd ? рис. 4.6. Но это только часть.

Спасибо за хорошую статью. Есть еще предположение, неоднократно подтвержденное разными источниками, что технология InGaP HBT имеет шумы на уровне SiGe HBT, или даже просто Si. Не попадалось сравнение? Взять хотя бы Hittite HMC606LC5, или ГУНы ведущих производителей (TriQuint, RFMD, MACOM, Hittite, Analog Devices в перспективе и др.), или АЦП в топовых осциллографах Agilent.
VCO
Цитата(Пацаев @ Dec 5 2013, 12:58) *
Я так понимаю, ГУН - один из основных элементов СВЧ синтезатора. Фазовый шум ГУН определяется добротностью элементов, которые обычно являются внешними по отношению к кристаллу. Может, поэтому никто не отвечает на вопрос, я его не в той теме задаю?

Так ведь фазовые шумы ГУНа наиболее актуальны прежде всего для узкополосных ФАПЧ, где ФШ синтезатора главным определяются по ГУНу, а так как они имеют наглость свойство резко расти с ростом температуры, ГУН выбирается с большим запасом по ФШ к требованиям, поэтому интегральный никак не применим. В широкополосных же ФАПЧ ФШ большинства ГУНов, даже интегральных, в большинстве случаев уже удовлетворяют выбранным приложениям, поэтому в последнее время акценты сместились в сторону ФШ самой микросхемы ФАПЧ или самого ФД. Hittite не дадут соврать.

Для меня же использование встроенного ГУНа вызывает большое сомнение прежде всего в плане высокого уровня ПСС (Щас посыплются тапки: "Опять ты со своими ПСС!" twak.gif ), поэтому является пмсм моветоном... ...Но тут уже Hittite со мною несогласны!
Пацаев
Еще одно сравнение: Differencial oscillators. Так же есть работа, в которой утверждают, что ГУН, сделанный по технологии GaN на SiC по фазовому шуму мало отличается от того же ГУН, сделанного по тех-ии GaN на Si. (High Power and Low Phase Noise MMIC VCO Using 0.35 µm GaN-on-Si HEMT, Hsuan-ling Kao, Bo-Wen Wang, Chih-Sheng Yeh, Cheng-Lin Cho, Bai-Hong Wei, and Hsien-Chin Chiu ).
Sergey Beltchicov
Цитата(Chenakin @ Nov 18 2013, 02:23) *
А вторую и третью части где-то можно посмотреть?


Немного запоздал с ответом. Здесь можно
http://www.youtube.com/watch?v=UNrFFrm61uM...eature=youtu.be
ledum
Цитата(Пацаев @ Dec 7 2013, 12:38) *
Еще одно сравнение: Differencial oscillators. Так же есть работа, в которой утверждают, что ГУН, сделанный по технологии GaN на SiC по фазовому шуму мало отличается от того же ГУН, сделанного по тех-ии GaN на Si.

На таких шумах говорить о технологии бессмысленно ИМХО.
Dr.Alex
Не просветите, в каких целях в природе используются синтезаторы с максимально высокими характеристиками, вроде тех что обсуждаются в этой теме?
Vitaly_K
Не понял, кто и зачем убрал моё сообщение? Оно касалось построения ЦАП. Кто-то решил, что оно не по теме форума?



добавлено l1l1l1:

перенёс сюда схема ЦАП с двумя информационными входами
в надежде, что там ваше сообщение увидит больше специалистов по этоиу вопросу - по ЦАП.
Vitaly_K
Цитата(Vitaly_K @ Jan 6 2014, 19:27) *
Не понял, кто и зачем убрал моё сообщение? Оно касалось построения ЦАП. Кто-то решил, что оно не по теме форума?

добавлено l1l1l1:

перенёс сюда схема ЦАП с двумя информационными входами
в надежде, что там ваше сообщение увидит больше специалистов по этоиу вопросу - по ЦАП.


Кто может помочь изобразить схему ЦАП на обычных элементах (микросхемах)? Его особенность та, что у него два информационных входа и, соответственно, два входа для тактирования. Прилагаю упрощённую схему. Резистивная матрица только для того, чтобы показать весовые значения разрядов.
Этот ЦАП необходим для проверки возможностей PDS синтезатора. В статье http://yadi.sk/d/Tjc6YGXW9LYXf описан макет такого синтезатора, в котором ЦАП выполнен на RS-триггерах, расположенных в ПЛИС, плюс резистивная матрица, «размазанная» по печатной плате. В результате и спектр получился соответствующим. Нужен ЦАП с характеристиками не хуже, чем у современных стандартных, но вот такой особенный – двухканальный.
Выделять этот вопрос в отдельную тему, как ЦАП вообще, вряд ли есть смысл, поскольку нигде он больше не применим, кроме как в PDS – синтезаторе нового типа. Вопрос скорее для специалистов именно по синтезаторам, которые хорошо понимают, в какой мере спектральная чистота сигнала зависит от амплитудной и временнОй точности ЦАП.

mw_duk
Пока суть да тело с AD по расширению своих ADF4350 до 10 ГГц и более ... порадовал Maxim
со своим MAX2880 (0.25...12.4) ГГц. При беглом осмотре, и при наличии на борту температурного датчика
и АЦП можно предположить что он с ручной предустановкой, правда ГУН - внешний.
http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX2880.pdf
khach
Цитата(mw_duk @ Jan 9 2014, 10:21) *
порадовал Maxim со своим MAX2880 (0.25...12.4) ГГц.

Что то непонял я этого Maxim-а даташит лежит в разделе PLL+VCO а внутреннего VCO то и нет? Или оно есть, только в даташит непопало?
Кстати, а почему до сих пор не сделают что то типа AD9956 (DDS+PLL) только со встроенным квадратурным смесителем и встроенным VCO? Главное, чтобы ноги правильно развели, чтобы отдельные блоки легко между собой коммутировались в зависимости от задачи.

Попутно вопрос- кому-нибудь удалось запустить ADF41020 в полном диапазоне частот? А то на референсную плату всадили аттенюатор до 12 ГГц, и на высоких частотах там схема несогласованная по входу получается. Как вообще промерять S-параметры входов микросхем на таких частотах, если демоплата криво сделана?

Dr.Drew
hmc704 фтопку!
Vitaly_K
Цитата(mw_duk @ Jan 9 2014, 10:21) *
Пока суть да тело с AD по расширению своих ADF4350 до 10 ГГц и более ... порадовал Maxim
со своим MAX2880 (0.25...12.4) ГГц. При беглом осмотре, и при наличии на борту температурного датчика
и АЦП можно предположить что он с ручной предустановкой, правда ГУН - внешний.
http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX2880.pdf

Никаких особых достижений не заметил.
Пользуясь случаем, привожу на том же рисунке спектр PDS синтезатора при следующих параметрах. Аккумулятор 18-разрядный; количество расщеплённых фаз – 64; MASH 111; опорная частота – 1 GHz; частота сигнала – 6 GHz; погрешность ЦАП – 0,1% среднеквадратическая при дисперсии по разрядам +/-0,3%; ФНЧ отсутствует. Парциальные детекторы (RS-триггеры) работают на частотах порядка 250 МГц. Спектр вычислен в специальной программе на базе БПФ. Один из моих оппонентов подтвердил, с помощью Матлаб, абсолютную точность этой программы. Так что вопрос о ЦАП, описанной выше структуры, очень для меня важен.

Dr.Drew
Виталий, а где шумы опорного генератора?

Кстати, кривая шумов в даташите, мягко говоря, не соответствует -227 дБн/Гц, где-то на 8 дБ.
Нет, соответствует. И зачем они привели такой неинформативный график? Сделали бы петлю 200 кГц, вопросов было бы меньше.
VCO
Цитата(Vitaly_K @ Jan 9 2014, 18:33) *
Никаких особых достижений не заметил.
Пользуясь случаем, привожу на том же рисунке спектр PDS синтезатора при следующих параметрах.

Но это идёт также в нарушение Парижской нашей конвенции от 2011 года "О недопустимости сравнения спектров рабочих синтезаторов со спектром СКВ". Не в обиду, но PDS-синтезатор к моему великому сожалению всё ещё является сферическим конём в вакууме...
Vitaly_K
Цитата(Dr.Drew @ Jan 10 2014, 02:54) *
Виталий, а где шумы опорного генератора?

Шумы опорного генератора здесь не учитываются. Понятно, что они пересчитываются по известной формуле. Можете назвать, каковы они могут быть в реальности? Возможно, приведенная мной картинка спектра именно и только о том и говорит, что итоговый шум определится опорным источником?


Цитата(VCO @ Jan 10 2014, 06:24) *
Не в обиду, но PDS-синтезатор к моему великому сожалению всё ещё является сферическим конём в вакууме...

К сожалению, о сферическом коне слышу от Вас не впервые, а хотелось бы конкретной помощи. Можете ли что-то сказать на мой вопрос о ЦАПе?
VCO
Цитата(Vitaly_K @ Jan 10 2014, 10:40) *
Можете ли что-то сказать на мой вопрос о ЦАПе?

Увы, не силён. Мне вообще кажется, что этот вопрос может решить только тот, кому он интересен, равно как и вопрос реализации самого PDS-синтезатора.

Ну вот представьте себе, что изобретательские задачи в области синтеза решаете не только Вы, но и бОльшая часть участников этой ветки. У них у всех тоже возникают такие узкоспециализированные вопросы, они их иногда тоже задают, но не получают ответа. Ну не будут же другие участники погружаться с головой в эти задачи, бросая все свои дела (а их немало в начале года)...
Dr.Drew
Навскидку, минус 130 на 10 кГц на частоте 6 ГГц.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2024 Invision Power Services, Inc.