[Chenakin 12]

Про задачки…

 

Интересно, какой ход мыслей у людей? Жаль, не многие пишут. Пусть на английском. Допускаю ошибочные решения. Вместе улыбнемся и "намотаем на ус".

Ход мыслей конструктивный. Вообще-то пишут, но в личку и на email. А что не пишут сюда на форум - да, жаль. Вместе бы и ус помотали, и проследили б, чтоб никто не насмехался бы (вместе тогда другое чтоб-на-что намотали).

 

1. Некоррелированные источники

Сколько нужно кварцевых генераторов с шумами -176 дБн/Гц на 100 МГц, чтобы получить шумы -164 дБн/Гц на 1.6 ГГц?

увеличение шума на 12дБ, значит 4 раза по 3дБ => 2^4 = 16шт.

На том и остановимся – 16 штук. Минимум. Отсюда видно, что это очень даже затратный (хотя и возможный) способ обходить 20logN.

 

2. Левый спур

Имеется сигнал 80 МГц с -30 дБн спуром слева, отстоящим на 1 МГц:

Для случая идеального (условно) цифрового делителя как-то так:

Я бы довольствовался пониманием, откуда взялись 200 кГц. Ну, тут уж Вы кардинально подошли :)

 

3. Дробный умножитель

Как проще (практически) умножить сигнал на 3/2? А с наименьшими шумами?

Если попроще, то поделить на два и отфильтровать третью гармонику, она у делителей на два может быть с очень приличным уровнем.

Да, это многие отметили. Причем, третья гармоника делителя, обычно, не только большая, но и хорошо повторяемая Т.е. это весьма эффективный приём в копилке синтезаторщика.

 

Если с наименьшими шумами, то возможно, делитель на два и потом смеситель с основным сигналом будет лучше.

Порассуждаю. Если сводить всё по минимуму, то можем упереться в шумовой пол делителя (обычно цифрового). Мне привели более убийственное решение в лоб – умножить на 3, а уже потом поделить на два. Возможно и так. Но, всё же, более элегантно выглядит регенеративный делитель на два. Один из его побочных продуктов, как раз, и будет 3f/2.

 

4. Имеется такая схема:

Используется цифровой делитель и детектор (возможно, их комбинация – весьма практический пример типа ADF41XX) с шумами -140 дБн/Гц (весьма реалистично). Предположим, что наш сигнал опоры и подставки имеет намного меньшие шумы (тоже реалистично, да?). Как уменьшить шумы делителя/детектора на 6 дБ (используя ту же микросхему)?

Так шум делителя или ФД мешает? Если уперлись в шум ФД, то увеличить частоту сравнения в четыре раза. Если в шум делителя, то увеличить частоту сравнения в два раза.

Что-то мне подсказывает, в ответе ожидалось - уменьшение общего коэффициента деления в петле за счет введения дополнительных офсетных преобразований, а еще лучше - с добавлением умножения в петле. В предсказаниях не профи. Но в первую очередь - за отказ от ADF41XX и AD9515 подобных, появляются альтернативы.

Ожидание верное. Когда упираемся в возможности ADF-к, то следующий шаг – это использование офсета, пока не упремся в шумы при N=1. А далее использование умножителей в петле. Да, мой вопрос не совсем корректен (сильно расплывчатый).

 

5. Малошумящий DDS

Строим DDS на ЦАП с шумами, скажем, -150 дБн/Гц. Как можно улучшить шумы DDS на 6 дБ, оставаясь на той же частоте? Нарисуйте структурную схему (задача имеет много решений).

Не совсем понятно чем можно пользоваться (в смысле, что можно добавлять в схему)?

Оставаться на той же частоте я так понимаю относится к выходной частоте всей схемы (а не самого DDS)?

Какие требования по полосе частот (диапазон перестройки)?

Как соотносится генерируемая частота и тактовая частота ЦАПа/DDS?

Форма шума - шум имеется ввиду плоский - шумовой пол ЦАПа или он падает с увеличением отстройки?

На какой отстройке интересен шум?

Как-то очень расплывчато сформулировано.

Варианты:

1. Поднять выходную частоту DDS в два раза, обрезать широкополосный шум фильтром (это если мы в шумовой пол ЦАП уперлись), поделить на два.

2. Смешать выход с опорой, подняв сигнал вверх, потом отфильтровать и поделить "вниз" тут и больше 6дБ можно выиграть, но не понятно какие требования по полосе частот.

Опять же, мой вопрос несколько расплывчатый. Типичный ответ может варьироваться от ”увеличим тактовою частоту и далее (а) увеличиваем отношение Fclk/Fout, либо также увеличиваем Fout и ставим делитель". Ну а дальше я бы спросил: ”А что если Fclk уже максимальная?” Короче, я хотел бы подвести к ответу, что шумы в DDS во многом определятся шумами ЦАП, а ЦАПы в DDS можно использовать в интерливе, ну и дальше – не обязательно два ЦАП, а можно и больше. Это скорее не вопрос, а дискуссия.

 

P.S. Выделите текст, если хотите прочитать

Интересно, а как этой фичей пользоваться/задействовать?

 

Мы когда-то решали такие в школе (еще при СССР) ;) Кажется геометрия за 9й класс.

Лично у меня задача не вписалась в воспоминания физматкласса, который я закончил с отличием:

Возможно, здесь многие и встречались? Помню Всероссийские олимпиады по физике – Грозный, Нальчик…

 

Ну и в целом, эти задачки я практикую на интервью. Тут два режима. Первый – проверить логику человека. Даю время подумать, правильный ответ не обязателен, интереснее посмотреть, как человек рассуждает. А вот второй режим – стресс вопрос – на ответ 2 секунды. Время подумать нет, только, что чувствуешь на подсознательном уровне. А что? Интуиция не менее важна. Это одна из четырех составляющих успеха. Кто приведет формулу успеха? Я серьёзно. Это один давнишний рассказ, но удивительно верный. Описывает формулу успеха – для чего/кого угодно – хоть программера, хоть хардверщика, хоть учёного, хоть спортсмена. Кто ни будь помнит? Удивительный рассказ. Автора не помню, и всего делов-то - четыре буквы, но каких!

Изменено 18 октября, 2017 пользователем Chenakin

[rloc 42]

Интересно, а как этой фичей пользоваться/задействовать?

Вот так и в ответе нестандартно подойти, чтобы вопросы появились.

 

Мне вспомнился анекдот-вопрос в тему: что делать, если на тебя напала группа здоровых негров афроамериканцев? Немного перефразируем: что делать, если на тебя напала группа амбалов-синтезаторщиков? Что им надо кинуть?

[Chenakin 12]

Вот так и в ответе нестандартно подойти, чтобы вопросы появились.

Ну, а что, тоже себе подход.

Немного перефразируем: что делать, если на тебя напала группа амбалов-синтезаторщиков? Что им надо кинуть?

А “амбалы-синтезаторщики” – это кто? Вот, тут есть такие, например:

MTT-22

Вполне адекватные люди. Может и мы здесь свой клуб по интересам заведем :)? Алексей, начинайте записывать в добровольцы :).

[VCO 0]

Кто приведет формулу успеха? Я серьёзно. Это один давнишний рассказ, но удивительно верный. Описывает формулу успеха – для чего/кого угодно – хоть программера, хоть хардверщика, хоть учёного, хоть спортсмена. Кто ни будь помнит? Удивительный рассказ. Автора не помню, и всего делов-то - четыре буквы, но каких!

Знаю только из пяти букв. Вам должен быть ближе Трамп, нам - ПутинЛарин (шутка).

[Chenakin 12]

Знаю только из пяти букв. Вам должен быть ближе Трамп, нам - ПутинЛарин (шутка).

Нет, я не шучу. Четыре буквы – это ТРОЯ, и рассказ я нашел, так и называется – “Рассказ о четырех буквах”. Прочтите, не пожалеете:

ТРОЯ

P.S. Это не историческое, это такое вот разложение по полочкам формулы успеха. Весьма занимательно и, к тому же, работает.

 

[Шаманъ 0]

Развожу руками, нет слов.

Я просто знал как решать эту задачу (не во всех подробностях естественно, но направление позволяющее ее решить помнил, пусть может и не самым оптимальным методом).

Вариант тау намного проще, но есть нюанс - в условии насколько помню не сказано про равнобедренность.

 

Задачку понял так: LO/IF ~ 20.

Да, смешивается 180МГц и 8..12МГц (используется не весь диапазон, а фрагменты с учетом возможных комбинационных частот, чтобы они достаточно давились ПАВ фильтром и ФАПЧ), получается 188..192МГц, которые фильтруются ПАВ фильтром. Вопрос был несколько в другом. Обычный смеситель ADE-1, сигнал LO подаем как положено +7дБм, второй преобразуемый сигнал подаем с меньшим уровнем. Лучше в качестве LO использовать более высокочастотный сигнал, или более низкочастотный? Я думаю первый вариант лучше, хоть второй для меня и удобнее...

 

Иногда и при малой кратности можно выбрать частотный план так, чтобы N*IF не попала в рабочую полосу RF. И линейность смесителя можно приподнять прямоугольным LO.

Я чуть дальше пошел - преобразовал свой частотный план, в итоге все, что мне нужно могу получить без комбинационных частот для гармоник исходных сигналов до 30й включительно за счет возможности синтезировать одну и ту же частоту несколькими способами (есть три узких участка с комбинационными частотами 19го и более высоких порядков, думаю не смертельно). Однако не все так шикарно - если я недофильтрую основную частоту после утроения, то будет еще хуже, чем было изначально в простой офсетной схеме :). Есть вариант как можно решить и это, сейчас неспешно обдумываю как всетаки лучше поступить. Пугают меня варианты, где палки маленькие, но их может быть много.

 

Что-то мне подсказывает, в ответе ожидалось - уменьшение общего коэффициента деления в петле за счет введения дополнительных офсетных преобразований, а еще лучше - с добавлением умножения в петле. В предсказаниях не профи. Но в первую очередь - за отказ от ADF41XX и AD9515 подобных, появляются альтернативы.

Если пошло про добавление офсетных преобразований, то могу усложнить. Допустим есть м/сх ФАПЧ типа HMC830 у которой встроенный VCO подключен к делителю внутри м/сх. Нужно уменьшить шум в петле ФАПЧ, запаса на увеличение частоты сравнения нет. У меня есть возможный вариант решения, нюанс в том как к трюку отнесется схема внутри м/сх которая управляет переключениями диапазонов VCO. Если интересно, можно обсудить.

 

Ну а дальше я бы спросил: ”А что если Fclk уже максимальная?” Короче, я хотел бы подвести к ответу, что шумы в DDS во многом определятся шумами ЦАП, а ЦАПы в DDS можно использовать в интерливе, ну и дальше – не обязательно два ЦАП, а можно и больше.

Спасибо за комментарии!

Если ограничений нет, так может тогда и не возиться с интерливом и более быстрой FPGA, а просто включить 4ре ЦАПа параллельно? Их собственные шумы будут не коррелированы, в итоге получим 6дБ выигрыш. Это конечно в предположении, шумит в основном именно ЦАП. Заодно нелинейности ЦАПов частично компенсируются.

 

Интересно, а как этой фичей пользоваться/задействовать?

Чтобы задействовать это нужно написать так:

[spoiler]текст который надо спрятать[/spoiler]

Изменено 18 октября, 2017 пользователем Шаманъ

[VCO 0]

ТРОЯ

P.S. Это не историческое, это такое вот разложение по полочкам формулы успеха. Весьма занимательно и, к тому же, работает.

Прочитал, не пожалел. Но по-моему, слишком идеалистически. Как там тренера звали? Трофим?

Значит и кличка ему несколько иная должна была подходить: ТРОФЯ Ф - фортуна, фарт.

Помните, как там Коля на 4-м круге упал? Там как раз и могли быть потеряны лишние 4 секунды.

И на следующий год Коле не повезло (чисто в спорте) - он начал быстро взрослеть и тяжелеть.

 

Знаю, часто за отсутствием удачи, многие скрывают свои собственные объективные ошибки и промахи.

Но в моей практике были такие ситуации, когда многое от меня не зависело и всё складывалось иначе.

Это издержки коллективного труда, в котором индивидуалистический спортивный подход не прокатывает.

Да и в спорте часто именно фортуна оказывается решающей. Возьмите, например, футбол (не американский).

 

Ну и в продолжение мысли можно сформулировать развитие после таких обломов известной пословицей:

"Хочешь сделать дело хорошо, сделай его сам". Если это возможно, то букву Ф можно вычеркнуть.

[rloc 42]

”Рассказ о четырех буквах”.

Веснушчатая какую роль играет в этих буквах? На секунду выкинуть из рассказа. Спрошу пока, на скорую руку.

[Шаманъ 0]

Веснушчатая какую роль играет в этих буквах?

Мотиватор типа :)

[rloc 42]

Мотиватор

Наверное, в общем можно охарактеризовать как Цель.

 

Ф - фортуна, фарт.

Если рассматривать за большой промежуток времени, на мой взгляд не влияет.

 

Но в моей практике были такие ситуации, когда многое от меня не зависело и всё складывалось иначе.

Это издержки коллективного труда, в котором индивидуалистический спортивный подход не прокатывает.

А если попробовать свои правила навязать? Было время, когда я остро нуждался в помощи, ездил по всему городу, к разным людям за консультацией. Лучше конечно, если в то время был рядом человек (или коллектив) за которым можно идти или "мозговые штурмы" устраивать.

 

Обычный смеситель ADE-1, сигнал LO подаем как положено +7дБм, второй преобразуемый сигнал подаем с меньшим уровнем.

Взял себе за правило решать сначала вопрос с элементной базой, потом - искать структурные варианты обхода. Был такой случай, заложили в одну плату ADE-25MH (близка к ADE-1), высоких требований никто не предъявлял. Когда настраивали, столкнулись со спурами под -70 дБн при LO/IF ~ 10 и решили вопрос ослаблением IF до минимального уровня (преобразование вверх). А как поставили в изделие, увидели возбуждение из-за огромного суммарного усиления и пролаза киловатных мощностей. К примеру, взять MAMX-009239-001500, и стоит дешевле, и доступен, и мощность ненамного больше, если прямоугольный сигнал подавать (при частоте ~200 МГц логические микросхемы справятся), при более высокой линейности. С полевыми транзисторами проще, они при меньшей мощности уже линейные, но вопрос в цене.

 

Допустим есть м/сх ФАПЧ типа HMC830 у которой встроенный VCO подключен к делителю внутри м/сх. Нужно уменьшить шум в петле ФАПЧ, запаса на увеличение частоты сравнения нет.

Много интересного было вокруг поста AFK #2445. Для наглядности нужно простую схему нарисовать.

 

Продолжим задачи по схемотехнике. Как вы думаете (или знаете), почему смесители на диодах с высоким барьером (высоким падением напряжения) как правило более линейные?

[тау 21]

Вариант тау намного проще, но есть нюанс - в условии насколько помню не сказано про равнобедренность.

Это сказано было "между строк". Точнее, в сути вопроса содержалась доп информация, позволяющая отказаться от пути наиболее общего решения задачи, которое избыточно по сложности. Кстати, этот прием в технике я недавно весьма успешно применил, причем сложность некоего устройства в 10 раз уменьшилась по сравнению с прототипами. Обещали дать денег

 

Как вы думаете (или знаете), почему смесители на диодах с высоким барьером (высоким падением напряжения) как правило более линейные?

Vhk вот вообще ставил питание ключей выше предельно допустимых режимов для увеличения ДД и IP3 своих смесителей. Такая же причина и тут, слабый сигнал не должен отпирать (пытаться отпирать) закрытые ключи смесителя, следовательно, закрытые ключи надо "посильнее" запереть.

[rloc 42]

Точнее, в сути вопроса содержалась доп информация, позволяющая отказаться от пути наиболее общего решения задачи, которое избыточно по сложности.

По секрету, большинство задач из 26-х номеров решается именно с предложения: давайте предположим стороны (углы, фигуры подобными и т.д.) равными. И вообще все молодцы, задачи имеют несколько вариантов решений, что вводит некоторых учителей в ступор в случае несовпадения с печатным официальным решением.

 

 

слабый сигнал не должен отпирать (пытаться отпирать) закрытые ключи смесителя, следовательно, закрытые ключи надо "посильнее" запереть.

Предположим RF,IF << P1dB, смеситель с диодами с высоким барьером остается более линейным.

[тау 21]

Предположим RF,IF << P1dB, смеситель с диодами с высоким барьером остается более линейным.

предположим что мощность LO в обоих случаях одинаковая. Тогда все должно быть наоборот для малого сигнала- меньше ток - больше Rd и его нелинейные компоненты.

[khach 33]

По поводу суммирования нескольких источников для понижения ФШ это тут было http://www.analog.com/en/technical-article...th-silicon.html?

Интересно бы глянуть на код для автокалибровки сдвига по фазе на основе только детектора амплитуды.

Кстати, АД открыл секреты быстрой перестройки синтезаторов ADF43xx ADF53xx и теперь можно свободно использовать то что раньше было под NDA.

https://ez.analog.com/servlet/JiveServlet/d...520/AN-1353.pdf

[rloc 42]

предположим что мощность LO в обоих случаях одинаковая. Тогда все должно быть наоборот для малого сигнала- меньше ток - больше Rd и его нелинейные компоненты.

Интереснее случай, когда средний импульсный ток через диоды одинаковый, при равенстве всех остальных параметров, включая площадь контакта (равенство емкостей), что хорошо согласуется с практикой - есть серии диодов, отличающихся только барьером. По результатам моделирования DBM, наибольшая разница в нелинейности видится в разной крутизне емкости в рабочей точке пары обратносмещенных диодов. На картинке - зависимость емкости двух диодов фирмы Skyworks c барьерами 0.3 В и 0.6 В, при одинаковых площадях контактов и внутренних сопротивлений.

Ранее наверно ошибочно думал о разном времени переключения из закрытого состояния в отрытое, связанное в том числе с разной пороговой емкостью.

 

Кстати, АД открыл секреты быстрой перестройки синтезаторов ADF43xx ADF53xx

Не читал внимательно, можно ли однократно откалиброваться при включении питания и потом быстро переключаться? Диапазон температур - не более +-10 гр.