Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Фазовые шумы и скорость PLL
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника > Rf & Microwave Design
KEL
Я разрабатываю синтезаторы, и столкнулся с таким противоречием: при скорости перестройки порядка 0.2...0.5 мс , фазовые шумы лучше чем 91 дБc/Гц при отстройке на 10кГц не получаются. Применяю PLL фирмы Analog Devices типа ADF4112, генератор с перестройкой 700...1300 МГц и фазовыми шумами 100 дБc/Гц при отстройке на 10кГц . Так вот есть вопрос к отцам российского синтеза: получал кто-нибудь при перечисленных выше параметрах(0.2...0.5 мс, 700...1300 МГц) фазовые шума на уровне хотя бы 100 дБc/Гц при отстройке на 10кГц?

Сразу скажу , что получал эту цифру но при уменьшении времени перестройки раза 3...5.

Есть предположение что применение PLL с дробным коэффициентом деления поможет решить проблему, но я их никогда не применял, но уже заказал на попробовать.

Жду ваших ответов и предложений, заранее спасибо.
Lonesome Wolf
Цитата(KEL @ Oct 5 2005, 09:08)
Я разрабатываю синтезаторы, и столкнулся с таким противоречием: при скорости перестройки порядка 0.2...0.5 мс , фазовые шумы лучше чем 91 дБc/Гц при отстройке на 10кГц не получаются. Применяю PLL фирмы Analog Devices типа ADF4112, генератор с перестройкой 700...1300 МГц и фазовыми шумами 100 дБc/Гц при отстройке на 10кГц . Так вот есть вопрос к отцам российского синтеза: получал кто-нибудь при перечисленных выше параметрах(0.2...0.5 мс, 700...1300 МГц)  фазовые шума на уровне хотя бы 100 дБc/Гц при отстройке на 10кГц?

Сразу скажу , что получал эту цифру но при уменьшении времени перестройки раза 3...5.

Есть предположение что применение PLL с дробным коэффициентом деления поможет решить проблему, но я их никогда не применял, но уже заказал на попробовать.

Жду ваших  ответов и предложений, заранее спасибо.
*




Вообще говоря, либо частота сравнения слишком низкая, либо опора слишком плохая. В первом случае fractional-N поможет.

Но вообще, на указанных частотах не получить -91 дБ/Гц затруднительно - ессно, если шаг не слишком мал - но в этом случае не обойдешься одной петлей.
KEL
В данной системе шаг 100кГц, но так как полоса фильтра ФАПЧ около 3.5 кГц(связано со скоростью перестройки), то фазовые шумы при отстройке на 10 кГц по теории не привышают -91 дБс/Гц с PLL ADF4112 ( теория представлена в "PLL Performance, Simulation, and Design
3rd Edition" в разделена "Chapter 13 PLL Phase Noise Modeling and Behavior"на сайте Analog Devices)
Там представлена незамысловатая формула:
PN Floor = Lp - 10 * log10(comparison frequency) - 20 * log10(N)
Из которой следует что фазовый шум в полосе пропускания фильтра :
Lp =PN Floor + 10 * log10(comparison frequency) + 20 * log10(N)

Для ADF4112 PN Floor=-216 dBc/Hz

Тоесть на 1ГГц получаем =-86 dBc/Hz (и эта цифра не зависит от ГУНа и ОГ, ежели они конечно не хуже этой цифры) , а на отстройке в 10 кГц получаем -91 дБс/Гц

Так в том и состоит вопрос, может кто то получал лудшее на другой элементной базе к примеру?

И каким боком может помочь вторая петля?
Lonesome Wolf
Цитата(KEL @ Oct 5 2005, 15:28)
В данной системе шаг 100кГц, но так как полоса фильтра ФАПЧ около 3.5 кГц(связано со скоростью перестройки), то фазовые шумы при отстройке на 10 кГц по теории не привышают -91 дБс/Гц с PLL ADF4112 ( теория представлена в "PLL Performance, Simulation, and Design
3rd Edition" в разделена "Chapter 13 PLL Phase Noise Modeling and Behavior"на сайте Analog Devices)
Там представлена незамысловатая формула:
PN Floor = Lp - 10 * log10(comparison frequency) - 20 * log10(N)
Из которой следует что фазовый шум в полосе пропускания фильтра :
Lp =PN Floor  + 10 * log10(comparison frequency) + 20 * log10(N)

Для ADF4112 PN Floor=-216 dBc/Hz

Тоесть на 1ГГц получаем =-86 dBc/Hz (и эта цифра не зависит от ГУНа и ОГ, ежели они конечно не хуже этой цифры) , а на отстройке в 10 кГц получаем -91 дБс/Гц

Так в том и состоит вопрос, может кто то получал лудшее на другой элементной базе к примеру?

И каким боком может помочь вторая петля?
*



Убедитесь прежде всего, что ГУН имеет обещанные параметры без ФАПЧ- он может шуметь сильнее например из-за питания.

Проверьте Вашу схему на родной AD-программульке, которую можно найти на их сайте - ADIsimPLL. Но на вскидку, при полосе ФАПЧ 3.5 кГц, и phase margin 45 градусов, у вас на 10 кГц будет больше шума из-за "ушей" ФАПЧ. И вообще, к расчетным величинам следует прибавлять ... дБ. smile.gif
KEL
Цитата
Убедитесь прежде всего, что ГУН имеет обещанные параметры без ФАПЧ- он может шуметь сильнее например из-за питания.

ГУН имеет свои -100 дБс/Гц на 10 кГц отстройки, это я проверял.

А на счет "ADIsimPLL" ( я пробовал Version 2.702), с неё все и началось...

Похоже что меня спасет только fractional-N, или же есть новые предложения.
Lonesome Wolf
Цитата(KEL @ Oct 5 2005, 17:43)
Цитата
Убедитесь прежде всего, что ГУН имеет обещанные параметры без ФАПЧ- он может шуметь сильнее например из-за питания.

ГУН имеет свои -100 дБс/Гц на 10 кГц отстройки, это я проверял.

А на счет "ADIsimPLL" ( я пробовал Version 2.702), с неё все и началось...

Похоже что меня спасет только fractional-N, или же есть новые предложения.
*



Все-таки - какой шаг перестройки?
KEL
Шаг перестройки 100 кГц...
Engineer-mwave
Цитата(KEL @ Oct 5 2005, 10:08)
Я разрабатываю синтезаторы, и столкнулся с таким противоречием: при скорости перестройки порядка 0.2...0.5 мс , фазовые шумы лучше чем 91 дБc/Гц при отстройке на 10кГц не получаются. Применяю PLL фирмы Analog Devices типа ADF4112, генератор с перестройкой 700...1300 МГц и фазовыми шумами 100 дБc/Гц при отстройке на 10кГц . Так вот есть вопрос к отцам российского синтеза: получал кто-нибудь при перечисленных выше параметрах(0.2...0.5 мс, 700...1300 МГц)  фазовые шума на уровне хотя бы 100 дБc/Гц при отстройке на 10кГц?

Сразу скажу , что получал эту цифру но при уменьшении времени перестройки раза 3...5.

Есть предположение что применение PLL с дробным коэффициентом деления поможет решить проблему, но я их никогда не применял, но уже заказал на попробовать.

Жду ваших  ответов и предложений, заранее спасибо.
*


Очень советую заглянуть сюда: www.synergymwave.com
Lonesome Wolf
Глянул еще раз - даже AD-ишная утилитка дает шум больше требуемого при ваших параметрах и подстановке любого реального ОУ. Слишком малая частота сравнения - начинает проявляться шум чего бы то не было. sad.gif
KEL
Цитата
Глянул еще раз - даже AD-ишная утилитка дает шум больше требуемого при ваших параметрах и подстановке любого реального ОУ. Слишком малая частота сравнения - начинает проявляться шум чего бы то не было.


В томто вся и соль...
Мне было интересно, может у кого то лудше получалось...
Про ОУ не может быть и речи, они шумят как поровозы.
А частоту сравнения повышать нельзя, поэтому нужны будут fractional-N.
Lonesome Wolf
Цитата(KEL @ Oct 10 2005, 13:57)
Цитата
Глянул еще раз - даже AD-ишная утилитка дает шум больше требуемого при ваших параметрах и подстановке любого реального ОУ. Слишком малая частота сравнения - начинает проявляться шум чего бы то не было.


В томто вся и соль...
Мне было интересно, может у кого то лудше получалось...
Про ОУ не может быть и речи, они шумят как поровозы.
А частоту сравнения повышать нельзя, поэтому нужны будут fractional-N.
*



А паразитки? Правда у Вас полоса маленькая. Помню - с ними повозиться пришлось.
KEL
Цитата
А паразитки? Правда у Вас полоса маленькая. Помню - с ними повозиться пришлось.


Что понимается под "паразитки"?

И полоса чего маленькая?
Lonesome Wolf
Цитата(KEL @ Oct 10 2005, 15:25)
Цитата
А паразитки? Правда у Вас полоса маленькая. Помню - с ними повозиться пришлось.


Что понимается под "паразитки"?

И полоса чего маленькая?
*




Osobennost'ju raboty fractional-N est' nalichie spurious na otstrojkah channel_spacing/2. Ih uroven' zavisit ot realizatsii scetchika i mozhet zadavat'sja v smysle shum v obmen na uroven' spurious. No takzhe ih uroven' zavisit i ot polosy PLL - chem ona menjshe po otnoshenijy k channel_spacing, tem oni men'she.
yak40
вопрос к разработчикам синтезаторов. я построил синтезатор на базе PLL MB15E03 (Fujitsy) и использовал внешний charge pump на pnp npn паре транзисторов для расширения его диапазона работы c 5в до 8в с сохранением чувствительности vco , но время захвата петли ухудшилось с 10мсек до 25 мсек граничная частота транзисторов 300мнц, при увеличение полосы петли 1/10 -1/20 опорной частоты время захвата уменьшается но растет выброс частоты в соседний канал и растут шумы несущей , что влияет на качество FSK модуляции. Увеличение чувствительности vco так же не желательно из за роста фазовых шумов несущей.
Если у кого то есть практический опыт выхода из этой ситуации я буду благодарен за совет.

И еще может кто то встречал информацию как построить модель PLL в SPICE OrCADA для анализа воздействия модуляции при прямом инжектировании модулирующего сигнала в фильтр петли.
к сожалению EW Genesys не позволяет провести такой анализ
KEL
Цитата(yak40 @ Apr 1 2006, 19:16) *
вопрос к разработчикам синтезаторов. я построил синтезатор на базе PLL MB15E03 (Fujitsy) и использовал внешний charge pump на pnp npn паре транзисторов для расширения его диапазона работы c 5в до 8в с сохранением чувствительности vco , но время захвата петли ухудшилось с 10мсек до 25 мсек граничная частота транзисторов 300мнц, при увеличение полосы петли 1/10 -1/20 опорной частоты время захвата уменьшается но растет выброс частоты в соседний канал и растут шумы несущей , что влияет на качество FSK модуляции. Увеличение чувствительности vco так же не желательно из за роста фазовых шумов несущей.
Если у кого то есть практический опыт выхода из этой ситуации я буду благодарен за совет.

И еще может кто то встречал информацию как построить модель PLL в SPICE OrCADA для анализа воздействия модуляции при прямом инжектировании модулирующего сигнала в фильтр петли.
к сожалению EW Genesys не позволяет провести такой анализ


Время перестройки синтезатора зависит от следующих параметров: полосы фильтра ФАПЧ, крутизны перестройки ГУНа (МГц/в), тока charge pump ( в твоем случае ты его похоже не учел), коэффициента деления ДПКД (коэффициент передачи петли).
Для моделирования в принципе неплохая прога от AD «ADIsimPLL» ( я пробовал Version 2.702). В ней можно подобрать оптимально значение номиналов фильтра ФАПЧ.
В ней же можно посмотреть воздействие модуляции.
Anybody
Получить такие шумы можно ... но ...
1) необходимо нормальный опорный генератор ... с мелкими фазовыми шумами .. т.к. внутри полосы ФАПЧа стреляют именно они ...
2) необходимо ставить либо fractional-n синтезатор или integer-n вместе с DDS.
3) Если интегер-н то частоту сравнения надо задирать хотя бы до 10МГц.
KEL
Цитата(Anybody @ Apr 10 2006, 10:52) *
Получить такие шумы можно ... но ...
1) необходимо нормальный опорный генератор ... с мелкими фазовыми шумами .. т.к. внутри полосы ФАПЧа стреляют именно они ...
2) необходимо ставить либо fractional-n синтезатор или integer-n вместе с DDS.
3) Если интегер-н то частоту сравнения надо задирать хотя бы до 10МГц.


А подробней по третьему пункту можно?
proxi
Цитата(Anybody @ Apr 10 2006, 10:52) *
Получить такие шумы можно ... но ...
1) необходимо нормальный опорный генератор ... с мелкими фазовыми шумами .. т.к. внутри полосы ФАПЧа стреляют именно они ...
2) необходимо ставить либо fractional-n синтезатор или integer-n вместе с DDS.
3) Если интегер-н то частоту сравнения надо задирать хотя бы до 10МГц.

Аналогично ,недавно симулировал фапч на 6.5ГГц ,надо было вписаться в профиль фазовых шумов и получил :частоту сравнения 5МГц (опора 10МГц) полоса где-то 30КГц и где то получается -90дБ при -1КГц,10КГц ,-100дБ при -100КГц ,VCO HITTITE.
Engineer-mwave
Уважаемые!
Хотите применить малошумящий ГУН в своём синтезаторе?,см. здесь - http://www.synergymwave.com/default.asp?ProdPageID=&ProdPageIDVar=Feat001&ClickBanner1=Session(%22Banner1SW%22)[/color]
Хотите готовый синтезатор?,см. здесь - http://www.synergymwave.com/default.asp?ProdPageID=&ProdPageIDVar=Feat002&ProdSubIDVar=Feat002a&ClickBanner1=Session(%22Banner1SW%22)
nickes
Цитата(KEL @ Apr 12 2006, 17:11) *
Цитата(Anybody @ Apr 10 2006, 10:52) *

Получить такие шумы можно ... но ...
1) необходимо нормальный опорный генератор ... с мелкими фазовыми шумами .. т.к. внутри полосы ФАПЧа стреляют именно они ...
2) необходимо ставить либо fractional-n синтезатор или integer-n вместе с DDS.
3) Если интегер-н то частоту сравнения надо задирать хотя бы до 10МГц.


А подробней по третьему пункту можно?


Уважаемый KEL! Попробую и я кое что Вам посоветовать. Вы писали, что частота среза фильтра в петле ФАПЧ 3,5КГц, и Вас интересуют шумы при отстройке на 10КГц. Тогда шумы при таких отстройках(за частотой среза фильтра) будут определяться шумами ГУН, т.н. NoiseFloor применяемой Вами м/с, остаточным усилением замкнутой петли ОС при данной отстройке(10КГц), тепловыми шумами резисторов входящими в состав фильтра ФАПЧ(плюс усиление петли). В принципе Вы можете влиять на номиналы резисторов входящих в состав фильтра соответствующем выбором отношения полюсов передаточной функции фильтра(т.н. t31, для случая фильтра 3-го порядка). Очень существенное влияние оказывает точная подстановка крутизны перестрой ГУН.

С уважением,
Николай
KEL
Цитата(Engineer-mwave @ Apr 13 2006, 11:58) *
Уважаемые!
Хотите применить малошумящий ГУН в своём синтезаторе?,см. здесь - http://www.synergymwave.com/default.asp?ProdPageID=&ProdPageIDVar=Feat001&ClickBanner1=Session(%22Banner1SW%22)[/color]
Хотите готовый синтезатор?,см. здесь - http://www.synergymwave.com/default.asp?ProdPageID=&ProdPageIDVar=Feat002&ProdSubIDVar=Feat002a&ClickBanner1=Session(%22Banner1SW%22)



Спосибо конечно за ссылку, ну а вы в курсе скока это удовольствие стоит?
Про СЧ могу сказать что они с определенными параметрами, которые задаются производителем, что зачастую не подходит к необходимому применению.
Поэтому и занимаюсь разработкой токого рода изделиями.
Engineer-mwave
Цитата(KEL @ Apr 14 2006, 14:46) *
Цитата(Engineer-mwave @ Apr 13 2006, 11:58) *

Уважаемые!
Хотите применить малошумящий ГУН в своём синтезаторе?,см. здесь - http://www.synergymwave.com/default.asp?ProdPageID=&ProdPageIDVar=Feat001&ClickBanner1=Session(%22Banner1SW%22)[/color]
Хотите готовый синтезатор?,см. здесь - http://www.synergymwave.com/default.asp?ProdPageID=&ProdPageIDVar=Feat002&ProdSubIDVar=Feat002a&ClickBanner1=Session(%22Banner1SW%22)



Спосибо конечно за ссылку, ну а вы в курсе скока это удовольствие стоит?
Про СЧ могу сказать что они с определенными параметрами, которые задаются производителем, что зачастую не подходит к необходимому применению.
Поэтому и занимаюсь разработкой токого рода изделиями.



Уважаемый KEL.
В России есть дистрибьютор Synergy Microwave --- МЭЙ(www.may.ru).
На складе в Москве имеется несколько типов генераторов.
VitaliyZ
Цитата(Lonesome Wolf @ Oct 5 2005, 17:00) *
Проверьте Вашу схему на родной AD-программульке, которую можно найти на их сайте - ADIsimPLL.


Порграммка хорошая.
На сколько результаты ее расчета близки к измеренным?
Или может лучше перепроверить каким-нить другим софтом?
vadimuzzz
Цитата(Vitaliy Z. @ May 15 2006, 22:21) *
Цитата(Lonesome Wolf @ Oct 5 2005, 17:00) *

Проверьте Вашу схему на родной AD-программульке, которую можно найти на их сайте - ADIsimPLL.


Порграммка хорошая.
На сколько результаты ее расчета близки к измеренным?
Или может лучше перепроверить каким-нить другим софтом?

нормальнная программа,только входные данные аккуратно надо ввести(шум опоры и т.д.)
Lonesome Wolf
Цитата(Vitaliy Z. @ May 15 2006, 17:21) *
Цитата(Lonesome Wolf @ Oct 5 2005, 17:00) *

Проверьте Вашу схему на родной AD-программульке, которую можно найти на их сайте - ADIsimPLL.


Порграммка хорошая.
На сколько результаты ее расчета близки к измеренным?
Или может лучше перепроверить каким-нить другим софтом?


Как я и писал, использовать для оценки реализуемости можно. Еще использую PLL софтину, входящую в состав GENESYS.
KEL
Цитата(vadimuzzz @ May 16 2006, 06:12) *
Цитата(Vitaliy Z. @ May 15 2006, 22:21) *

Цитата(Lonesome Wolf @ Oct 5 2005, 17:00) *

Проверьте Вашу схему на родной AD-программульке, которую можно найти на их сайте - ADIsimPLL.


Порграммка хорошая.
На сколько результаты ее расчета близки к измеренным?
Или может лучше перепроверить каким-нить другим софтом?

нормальнная программа,только входные данные аккуратно надо ввести(шум опоры и т.д.)


Я и на практике проверял программу. Получилось неплохое схождение с реальными результатами по скорости перестройки синтезатора и фазовыми шумами в полосе пропускания фильтра ФАПЧ.
Все не доберусь до моделирования системы ФАПЧ в ADS. В приведеные примеры сунулся, но пока не разобрался что к чуму.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.