[khach 33]

Так как меня за эти годы унесло чёрт знает куда от неё, интересно, чем у Вас закончилось?

Да не закончилось ничего, периодически возвращается как бумеранг. Сейчас плотно сижу в оптике волоконной и терагрецах,, ну и WGR планирую осваивать. Но ЖИГи постоянно нужны как часть измерительной аппаратуры или аппаратуры управления. Не все варианты можно реализовать покупными генераторами и синтезаторами. Вот недавно пришлось реализовывать ( и очень успешно в плане науки) "синтезатор" на ЖИГ, где частотозадающим элементом была батарейка крона и многооборотный резистор. Как не странно, работало намного более эффективно чем синтезатор родешварца.

А PMYTO постоянно всплывают когда нужны малопотребляющие решения, например с управлением и питанием от USB. Так что финал апофеоза был PMYTO с перестройкой магнита шаговым моторчиком от привода головок CD. медленно и печально, зато энергоэффективно.

А иногда посещает техническая некрофилия. Вот притащили задачу когда надо запустить ЖИГ на диоде Гана, а у него как оказалось надо изменять напряжение питания в зависимости от частоты, иначе колебания срывает. Вот ищу схему ФАПЧ с синхронным управлением источником питания. Может у кого сохранились примеры таких схем?

[Chenakin 12]

Александр, простите но как? На рисунке полоса ФНЧ петли под 5 МГц или больше. А у ЖИГа максимальные достижимые полосы ФМ обмоток 800кГц-1 мГц, да еще и сдвиг по фазе бывает странный, трудно добиться стабильности петли. Или это шум оффсетного VCO, на фоне которого ФШ ЖИГ теряется?

Не уверен, что понял Ваш вопрос. На картинке – синтезатор на основе ГУН. Сама синтезаторная часть выдает шумовую полку в районе -126 дБн/Гц на 10 ГГц (+/-). Ширина петли – 5 МГц, всплеск за счет не докрученного phase margin (сырой макет). Также виден небольшой положительный наклон полки за счет уменьшения усиления петли. По-хорошему, здесь нужно ещё чуть расширить петлю и использовать фильтр большего порядка. Теперь насчет ЖИГа. Если гипотетически в этой схеме заменить ГУН на ЖИГ, то замыкать ФАПЧ надо, наверное, где-то на 500 кГц. Шумы на 1+ МГц получатся лучше, как и писал Сергей.

 

Если проводить сравнение ЖИГ vs ГУН сугубо с технической точки зрения, получится, что при "синтезаторной" части одного уровня (офсетная схема против офсетной схемы, а не офсетная схема против осциллятора) в диапазоне отстроек 100 кГц...50 МГц офсетный ЖИГ-синтезатор будет децибел на 15-20 лучше своего ГУН-counterpart. Ну и хуже по скорости примерно в 10-20 раз. При одном и том же уровне синтезаторных усилий.

Нашел свою старую презентацию с графической иллюстрацией того, что Вы сказали. Если взять гипотетически одинаковую синтезаторную часть, то разность шумов будет определяться заштрихованной областью между свободными шумами ГУН, ЖИГ и синтезаторной полки (потом даже расписал это псевдонаучно с интегралами под кривыми Лиисона, но уже куда-то это дальше двигать не было ни желания, ни времени.) Т.е. собственно, всё что Вы сказали соответствует действительности, и я этого никогда не скрывал, но акцент делал несколько другой: по мере развития технологий разница между шумами ГУН и ЖИГ (в синтезаторах) будет постоянно уменьшаться. Так как-то оптимистичнее, что ли :).

 

Slides.pdf

До каких пор будут вести эту гонку перед переходом на прямой синтез? Я это обозначил в недавней статье (последняя часть - conclusions): -130 дБн/Гц при 10 мкс скорости перестройки. Думаю, согласитесь.

 

MWJ_2017_Frequency_Synthesis.pdf

Просто на вопрос: «а что после ЖИГа?», мне кажется надо отвечать вопросом: «а Вам куда, батенька, собственно надо? в high-end или в middle-end?» Ну и надо смотреть, а есть ли деньги на проезд.

Точно сказано (хотя несколько резко :)). Я объездил несколько сотен заказчиков на самых разных континентах. Если спросить грубо в лоб: “А что вам надо?” Ответ, как правило, один – самое-самое, наименьшие шумы, наше применение особенное и т.д. И что б недорого было к тому же. Начинали разбираться. Никогда не пытался влезть с чисто sales замашками, а всегда с технической стороны, предлагая что-то интересное. Через минут десять-пятнадцать уже обычно сидели вместе и рисовали “совместный проект.” В итоге выяснялось, что “самое-самое” на самом деле не так уж и нужно, а то что уже есть, так и вполне сойдет, и цена приемлемой становится. Практически нигде не требовалось рекордов. Рекорды скорее нужны самому разработчику (компании), чтобы пробить дорогу на рынок и/или подтвердить своё реноме. Ну и самому интересно, конечно, с нетривиальными вещами работать. Время летит - согласен с Вами.

[khach 33]

Не уверен, что понял Ваш вопрос. На картинке – синтезатор на основе ГУН. Сама синтезаторная часть выдает шумовую полку в районе -126 дБн/Гц на 10 ГГц (+/-). Ширина петли – 5 МГц, всплеск за счет не докрученного phase margin (сырой макет). Также виден небольшой положительный наклон полки за счет уменьшения усиления петли. По-хорошему, здесь нужно ещё чуть расширить петлю и использовать фильтр большего порядка. Теперь насчет ЖИГа. Если гипотетически в этой схеме заменить ГУН на ЖИГ, то замыкать ФАПЧ надо, наверное, где-то на 500 кГц. Шумы на 1+ МГц получатся лучше, как и писал Сергей.

Спасибо за обьяснение, тут все логично и понятно. Просто в предыдущем Вашем посте не упоминалось, что при замене ГУНа на ЖИГ надо сужать полосу ФАПЧ и возникло ошибочное предположение, что планируется раскачать ЧМ обмотку ЖИГ до полосы 5 МГц. В принципе это не так уж и невероятно, например встречал несколько патентов на конструкцию ЖИГ с маловитковой плоской печатной ЧМ обмоткой. Возможно в такой конструкции удалось бы получить полосу ФАПЧ до 5 МГц, но в реале таких ЖИГ генераторов встречать не приходилось.

 

 

[Sergey Beltchicov 0]

Нашел свою старую презентацию с графической иллюстрацией того, что Вы сказали. Если взять гипотетически одинаковую синтезаторную часть, то разность шумов будет определяться заштрихованной областью между свободными шумами ГУН, ЖИГ и синтезаторной полки (потом даже расписал это псевдонаучно с интегралами под кривыми Лиисона, но уже куда-то это дальше двигать не было ни желания, ни времени.) Т.е. собственно, всё что Вы сказали соответствует действительности, и я этого никогда не скрывал, но акцент делал несколько другой: по мере развития технологий разница между шумами ГУН и ЖИГ (в синтезаторах) будет постоянно уменьшаться. Так как-то оптимистичнее, что ли :).

 

Slides.pdf

До каких пор будут вести эту гонку перед переходом на прямой синтез? Я это обозначил в недавней статье (последняя часть - conclusions): -130 дБн/Гц при 10 мкс скорости перестройки. Думаю, согласитесь.

 

Именно эти Ваши слайды я щелкал, когда писал свое последнее сообщение. Повторю, я согласен с Вами, что технически нет непреодолимых препятствий для того, чтобы ГУН и ЖИГ синтезатор с составной (гибридной) опорой и одинаково качественным синтезом свести к полке GFkT/2P. Однако я не вполне согласен с тем, как Вы расставляете акценты. Хотя слияние шумов ЖИГ и ГУН синтезаторов технически возможно, маловероятно, что синтезаторное развитие пойдет по этому руслу.

 

Поясню свою мысль при помощи Вашего же слайда. Можно условно сказать о фазах а, b, c и d. Фаза a соответствует появлению Вашего FSW-0020. Вы сравнялись по шуму с ЖИГ-бенчтопами типа MG369xC, SMF100A, E8257D/UNX и "проиграли" им заштрихованную зону. Слово "проиграли" специально ставлю в кавычки, потому как, ясное дело, у Вас не было задачи у них выиграть (хотели бы выиграть, взяли бы ЖИГ и утерли бы им нос, чего уж там). Сейчас мы примерно в точке перехода из а в b. Есть уже пара экземпляров на ЖИГах типа E8257D/UNY, генератора LNS-18 от NoiseXT, которые достигли полки в -130 в петле на 10 гигах. Не исключаю, что появится и ГУН-синтезатор с такой полкой, который уменьшит заштрихованную площадь.

 

Но вот переход в фазу c и, тем более, в d на ГУНе я считаю крайне маловероятными. Вы, кстати, в своем прогнозе тоже именно в этой точке предрекаете переход в прямой синтез. Так вот тогда получается, что разница между лучшими сделанными ЖИГ-синтезаторами и ГУН-синтезаторами все равно останется, несмотря на совершенствование технологий. На пике развития косвенных синтезаторов кусок заштрихованной области в сравнении шумов ЖИГ vs ГУН все равно сохранится. Виртуально его убрать можно, но практически до этого руки у инженеров не дойдут, потому как на это станет нецелесообразно тратить значительные усилия и ресурсы :laughing: Все серьезные люди на этапе "c" уйдут в прямой синтез и только иногда (за стаканчиком виски) будут "вспоминать минувшие дни, как в битвах ЖИГ-ГУНов рубились они"

Изменено 14 мая, 2017 пользователем Sergey Beltchicov

[VCO 0]

Мне, как приземлённому разработчику, не облетевшему сотен заказчиков с завышенными запросами, видится следуещее:

1. Наибольшую часть запросов в синтезе частоты решает банальная целочисленная ФАПЧ (ГУН).

2. Огромную часть запросов в синтезе частоты решает дробночисленная ФАПЧ. (ГУН)

3. Многомилионную нишу запросов синтеза решают диэлектрические резонаторы. (DRO).

4. Довольно таки заметная часть запросов в синтезе решается умножением (умножители и ДНЗ).

5. ПАВ-генераторы держатся за счёт своей компактности, но уходят из-за их прихотливости.

5. Всё больше и больше набирает обороты прямой синтез (DDS). А им нужна ВЧ-СВЧ-опора, поэтому:

6. Всё чаще и чаще появляются в приборах компактные синтезаторы на коаксиальных резонаторах.

7. Всё меньше и меньше, но ещё довольно много, делается синтеза на ЖИГ-генераторах.

8. Оптика, акусто-оптика, лейкосапфиры, листы Мёбиуса и т.д. - экзотика, затаившаяся перед прыжком в будущее.

 

Мой вывод: ГУНы ещё очень долго будут совершенствоваться и действительно могут обставить ЖИГ-генераторы, которые почти полностью перестали развиваться. И супермагниты со сверхпроводниками вряд ли их спасут, так как это ещё больше увеличит их стоимость, и без того высокую.

 

Кроме того, что своими топ-бэнчевыми или хай-эндовыми синтезаторами с одним выходом, разработчики не закрывают и десятых долей процентов запросов в синтезе, они ещё и упускают пусть и козявочный, но существующий сегмент мультичастотных многоканальных синтезаторов. А если есть внутри умножители частоты, то имеет смысл вывести промежуточные и финишную частоты на выход, хотя-бы опционально. Кактотак экспромтом.

[khach 33]

Рискну добавить- огромное число потребностей пользователей к СВЧ синтезаторам начало закрываться китайскими платами с ADF4350/4351. Дешево, легко программируется итд. А потом приносят что то с таким спектром

и просят "что то с этим сделать, ты ж в синтезаторах разбираешься".

Это еще ФШ не показаны и спуры.

Вот что коллеги посоветуют в этом случае?

[VCO 0]

А этот вопрос тоже скорее к спецам ADI, если платы ими произведены в Китае.

А есло это не их платы, то и совета иного, как "кака, выплюнь" и быть не может.

 

Тут у меня такая интересная загадка нарисовалась по диэлектрическим резонаторам:

Рассчитал цилиндрический ДР на частоту примерно 10.6-10.8 ГГц, чтобы получить 11, 11,5 и 12 ГГц.

Начал гонять таблетку по корпусу с платой генератора с разными подставками: так и есть ~10.7 ГГц.

Убрал подставку из кварцевого стекла: в пятницу - 11.35 ГГц, сегодня - 16.87 ГГц.

Причём сегодня уровень сигнала даже выше, чем в пятницу. Частота выросла в полтора раза.

Снова столкнулся с явлением парамеирической генерации, но не могу понять ёё природу.

[Dr.Drew 4]

Связь с резонатором слабая и начинает генерить на паразитном пролазе через камеру.

[rloc 43]

Сложно поверить, но PFD1K на частоте сравнения 2.5 ГГц имеет такие же шумы, как HMC439 на 120 МГц, и полка шумов растет медленнее закона 10log.

 

FOM, пересчитанная с 2.5 ГГц, получается на уровне -246 dBc/Hz, если вообще в данном случае можно пользоваться таким понятием.

 

[VCO 0]

FOM, пересчитанная с 2.5 ГГц, получается на уровне -246 dBc/Hz, если вообще в данном случае можно пользоваться таким понятием.

А я в дискуссии с Виталием предсказал, что PFD не остановятся на граничной частоте 1 ГГц. Да и быстродействие ФАПЧ соответственно.

Ну и дополнительный толчок для очередного развития ГУНов, о котором только несколько дней назад упоминал. Технический прогресс, однако.

[RN3QVG_1 0]

В синтезаторах у меня опыта пока немного, занимаюсь с макетом СЧ с временем перестройки до 10 мкс по стуктуре с переносом частоты ГУН вниз и небольшим делением в петле (от 3 до 6), в качестве опорной частоты DDS, ~60...90 МГц (частота сравнения, мелкий шаг), на выходе ГУН умножается на 2. Полученные характеристики ФШ меня устраивают (пока плата работает от внешнего 1 ГГц с аджилентовского генератора).

 

Основной вопрос - ко времени перестройки. Фаза с точностью до 10-15 градусов устанавливается за 8-10 мкс, затем идет довольно длительный процесс установления фазы до 50-100 мкс, на который не влияет изменение элементов фильтра ФАПЧ, не влияет замена операционника (сначала был OPA211, пробовал AD8065). Что это может быть за процесс? Можно ли его ускорить? В модели в ADIsimPLL его нет.

Заметил, что неточность установки увеличивается при увеличении частоты сравнения больше 85-90 МГц. Также его видно и осциллографом в управляющем напряжении на ГУНе.

 

В принципе, такая точность установки фазы за 10 мкс на данном этапе меня устраивает, но интересно разобраться, и, если получится, сделать лучше.

 

Фаза по анализатору в IQ режиме:

 

ФШ:

 

Управляющее напряжение:

 

Схема из модели:

Изменено 21 мая, 2017 пользователем RN3QVG_1

[rloc 43]

В синтезаторах у меня опыта пока немного

 

Фаза по анализатору в IQ режиме:

Но скорость перестройки оцениваете грамотно.

 

Основной вопрос - ко времени перестройки. Фаза с точностью до 10-15 градусов устанавливается за 8-10 мкс, затем идет довольно длительный процесс установления фазы до 50-100 мкс, на который не влияет изменение элементов фильтра ФАПЧ, не влияет замена операционника (сначала был OPA211, пробовал AD8065). Что это может быть за процесс? Можно ли его ускорить? В модели в ADIsimPLL его нет.

Заметил, что неточность установки увеличивается при увеличении частоты сравнения больше 85-90 МГц. Также его видно и осциллографом в управляющем напряжении на ГУНе.

Мало исходных данных по примененным компонентам: ГУН, ФАПЧ, ФД ... Попробую выдвинуть гипотезу. Если ГУН встроенный в микросхему, то возможно влияние схемы ALC (подстройка выходного уровня) - эта схема работает на частоте ФД, деленной на N. Вслед за подстройкой уровня, немного плывет фаза. Впрочем, внутри много всяких автокалибровок на этой частоте.

[RN3QVG_1 0]

Примерная блок-схема, между еще много фильтров, аттенюаторов, ключи, дополнительный отключаемый внешний делитель на 2 перед ADF4002 по RF входу (она до 400 МГц, а надо работать до почти 600)... Но все вроде-бы достаточно широкополосное, чтобы влиять так. Фильтры полосовые после смесителя на 300 МГц шириной минимум.

 

Сегодня еще раз проверил - при частоте сравнения от 65 до 85 МГц (сигнал с DDS на Ref вход ADF) работает луше всего, чем ближе к 100 МГц частота сравнения, тем сильнее неточность фазы. Завтра постараюсь картинки на разных частотах сравнения снять.

 

[VCO 0]

Но зачем так сложно и неэффективно? Или я чего-то недопонял?

[RN3QVG_1 0]

Но зачем так сложно и неэффективно? Или я чего-то недопонял?

 

Чтобы было понятнее, что хотелось получить от макета СЧ:

 

- диапазон частот - полный диапазон ROS-3570-319+, умноженный на 2

- шаг 100 кГц

- скорость перестройки не более 10 мкс из любой частоты в любую

- ФШ меньше -120 дБн/Гц на отстройках 10 кГц...1 МГц

- ФШ меньше -150 дБн/Гц на отстройках 10 МГц и выше (чтобы избирательность по соседнему каналу приемника потом получить)

- уровень ПСП:

внутри +-2 МГц от несущей не более - 60...-70 дБн,

за +- 10 МГц не более - 80 дБн, желательно -90.

 

При рисовании схемы многое выбиралось из того, что было "в столе", также не хотелось связываться с предустановкой ГУНа для надежного захвата.

Если можно сделать проще и эффективнее, посоветуйте, буду только рад рассмотреть и попробовать другие варианты.