Jump to content

    

Широкополосный умножитель частоты

От ВЧ системы поступает частота, которая со скоростью 8kHz/1ms увеличивается от 500kHz до 6MHz, фаза - гладкая функция (без скачков)

 

1. На входе стоит эллиптический BPF 500kHz - 6MHz (5-го порядка)

2. Далее через ВЧ трансформатор отфильтрованная частота подается на уcилитель G=+10 (AD8067 с G=+10 не искажает в полосе),

3. Далее детектор нуля (ADCMP604)

На выходе компаратора - меандр, который хотелось бы умножить раз в 30 для тактирования АЦП.

 

Я нашел CS2300-03, который умножает в 4 раза

После него можно поставить CS2300-01 для умножения в 8 раз

В итоге частота должна умножится в 32 раза.

 

У меня есть вопрос к стабильности работы такого решения - будет ли работать вообще ?

В идеальном случае, когда duty cycle 50% или когда на входе может быть duty cycle 30-70% (после детектора нуля)

 

PS

в мануале на CS2300-OTP сказано

The following outlines which conditions cause the PLL to go unlocked:

• Discontinuities on the Frequency Reference Clock, CLK_IN.

• Gradual changes in CLK_IN frequency great

er than ±30% from the starting frequency.

• Step changes in CLK_IN frequency

Share this post


Link to post
Share on other sites
У меня есть вопрос к стабильности работы такого решения - будет ли работать вообще ?

это очень плохое решение

Share this post


Link to post
Share on other sites

не проще ли сделать стабильную тактовую частоту для АЦП стандартными путями, а обработку с помощью ЛЧМ сделать в цифре?

Share this post


Link to post
Share on other sites

эта задача из ускорительной физики

в процессе ускорения ионного пучка его оборотная частота растет ( в LHC, например, она поястоянна и равна 10kHz, однако для маленьких ускорителей это сделать сложнее)

и чтобы ее вычесть из результата измерений и избежать лишних вычислений - АЦП тактируется частотой от ВЧ системы

это уже работает , но возникла необходимость синхронизации измерений с нужным сгустком ионов (bunch)

для этого частота уножается в 30 раз

и можно двигать фазу тактирования АЦП достаточно точно

 

это очень плохое решение

вот я и спрашиваю, может кто знает как сделать лучше?

Share this post


Link to post
Share on other sites
вот я и спрашиваю, может кто знает как сделать лучше?

Напрашивается преобразователь период-код на ПЛИС и DDS AD9910 в режиме параллельного интерфейса.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Напрашивается преобразователь период-код на ПЛИС и DDS AD9910 в режиме параллельного интерфейса.

у меня есть Spartan3 XC3S400 (200MHz) и точность подсчета периода +\-5 ns,

а джиттер должен быть не больше 500 ps

можеть есть готовый преобразователь период-код?

иначе придется Kintex-7 использовать

Share this post


Link to post
Share on other sites
и чтобы ее вычесть из результата измерений и избежать лишних вычислений - АЦП тактируется частотой от ВЧ системы

..тут постоянную частоту для АЦП получить проблема, чтобы обеспечивала требуемый С\Ш а вы боитесь "лишних" вычислений.

Тем более как я понял у вас можно результаты эксперимента записать и обрабатывать сколько хочешь времени потом. Да даже если и на лету - то не вижу проблем взять ПЛИС потолще, кроме финансовых. И уже в математике цифровым ЛЧМ DDS исправить что нужно.

 

Мне кажется вычисления - правильный путь, а ваш тупик.

з.ы

Сделать тактовую чтобы она плавала от 6 до 192 МГц и при этом была с гладкой фазой и не плавала от времени и температуры и чтобы шумы были низкие (какой у вас АЦП кстати?) это гораздо труднее чем сделать всё в цифре.

И ещё, не понимаю как должен работать ваш антиальязинговый фильтр перед АЦП, ему ведь надо как то отслеживать изменение частоты найквиста в 32 раза.

Share this post


Link to post
Share on other sites
у меня есть Spartan3 XC3S400 (200MHz) и точность подсчета периода +\-5 ns,

а джиттер должен быть не больше 500 ps

Как тут уже много раз советовали, "нос" и "хвост" можно домерять интегратором.

можеть есть готовый преобразователь период-код?

Есть, в этой ветке уже маячил, но я уже забыл производителя.

иначе придется Kintex-7 использовать

Ну и тут, думаю, не всё так гладко. Скорее логику Hittite придётся задействовать.

Косвенный метод выглядит на порядок безобиднее и точнее.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо, думаю, что Вы правы - буду делать все на Kintex-7

АЦП - AD7760 24 bit, 2.5 MSPS, параллельный интерфейс

тактирование кратной частотой - до 2.4MSPS, т.е. каждый 80-й такт будет использоваться для запуска АЦП

600kHz ... 6000kHz x 32 => 19.200MHz ... 192MHz / 80 => 240kHz ... 2.4MHz

и будет возможность подобрать начало запуска измерений

 

 

Как тут уже много раз советовали, "нос" и "хвост" можно домерять интегратором.

 

Есть, в этой ветке уже маячил, но я уже забыл производителя.

 

Ну и тут, думаю, не всё так гладко. Скорее логику Hittite придётся задействовать.

Косвенный метод выглядит на порядок безобиднее и точнее.

Прошу Вас поподробнее о косвенном методе

Share this post


Link to post
Share on other sites
Спасибо, думаю, что Вы правы - буду делать все на Kintex-7

В чём прав? Я этого не предлагал - Вы это преложили сами себе...

Прошу Вас поподробнее о косвенном методе

Ну там смысл в том, что бОльшую часть периода (а в вашем случае лучше полупериода) измеряют грубо "в лоб" счётной схемой, которая не обеспечивает необходимой точности измерений, а время от стартового фронта измеряемого сигнала до первого счётного фронта опоры и время от последнего счётного фронта опоры до финишного фронта измеряемого сигнала измеряют посредством преобразования времени в напряжение с помощью калиброваного интегратора с аналоговым ЗУ и АЦП на выходе. Дрейф аналоговой схемы в процессе работы постоянно корректируется по той же счётной опоре, которая измеряет основную часть периода (полупериода) в процессе измерения, в результате чего влияние ТКС и ТКЕ интегратора и других факторов, вносящих погрешность, минимизируется.

 

По данному принципу можно построить схемы, измеряющие с пикосекундными точностями без использования СВЧ-опоры и СВЧ-логики.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Спасибо, думаю, что Вы правы - буду делать все на Kintex-7

АЦП - AD7760 24 bit, 2.5 MSPS, параллельный интерфейс

тактирование кратной частотой - до 2.4MSPS, т.е. каждый 80-й такт будет использоваться для запуска АЦП

600kHz ... 6000kHz x 32 => 19.200MHz ... 192MHz / 80 => 240kHz ... 2.4MHz

и будет возможность подобрать начало запуска измерений

что-то тут не так.

 

что в Вашем понимании есть запуск АЦП (указанного типа AD7760)? АЦП же непрерывно работает , там же сигма-дельта модулятор.

ЧТо значит "тактирование кратной частотой - до 2.4MSPS"? это сигнал МCLK? так у МCLK по даташиту границы от 1 до 40 МГц, о каких тогда 240 кГц речь ?

Если это мегасэмплы в секунду для выходных данных , то откуда берется подход , выраженный в словах "каждый 80-й такт будет использоваться"

 

Входной сигнал, подаваемый на АЦП, у Вас с какой полосой ? случайно не короткие импульсы ?

Share this post


Link to post
Share on other sites
что-то тут не так.

 

что в Вашем понимании есть запуск АЦП (указанного типа AD7760)? АЦП же непрерывно работает , там же сигма-дельта модулятор.

ЧТо значит "тактирование кратной частотой - до 2.4MSPS"? это сигнал МCLK? так у МCLK по даташиту границы от 1 до 40 МГц, о каких тогда 240 кГц речь ?

Если это мегасэмплы в секунду для выходных данных , то откуда берется подход , выраженный в словах "каждый 80-й такт будет использоваться"

 

Входной сигнал, подаваемый на АЦП, у Вас с какой полосой ? случайно не короткие импульсы ?

импульсы не короткие, полоса 500kHz - 1200kHz

В текущей версии работает AD9444

как тактировать AD7760 - только начал разбираться

MCLK от FPGA, рабочий режим - 2.4 MSPS

может буду использовать ADS1675 - у него есть START

Share this post


Link to post
Share on other sites
может буду использовать ADS1675 - у него есть START
а чем SТART лучше SYNC (у AD7760) . То же самое барахло, надо ждать порядка 12-14 мкс после него до появления адекватных данных на выходе. 12 мкс определяются полосой вашего сигнала через установки фильтров внутри АЦП (табл 6 даташита)

 

В текущей версии работает AD9444
неплохой выбор, непонятно чем он вас не устраивает.

 

неужели в погоне за пресловутыми 24 разрядами вы решили что будет чем-то лучше ( я сомневаюсь что будет лучше) с учетом вашей полосы и установок внутреннего фильтра таких , что из 24 разрядов в лучшем случае останется 17 разрядов с 3-мя младшими "шумящими". Реально будет хуже, наверняка добавится шум входных цепей и усилителей.

Share this post


Link to post
Share on other sites

да, согласен, что из 24 бит - 6-7 младших будут "шумящими"

поэтому скорее всего остановлюсь на AD7960 - 18-Bit, 5 MSPS PULSAR® Differential ADC

а умножение частоты придется делать внутри Kintex-7

Share this post


Link to post
Share on other sites
да, согласен, что из 24 бит - 6-7 младших будут "шумящими"

из 24 шумящими будут 10 разрядов - к бабке не ходи. При выбранной полосе до 2 МГц (4000 kSps) для ADS1675 (см табл 1 стр 16 даташита - последняя строчка по вашим хотелкам полосы) и это в идеальном случае входных цепей.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this