Jump to content

    

Синтезатор для многоканального приемника с высокой динамикой

Делаем многоканальный УКВ-приемник: МШУ, набор преселекторов, регулируемый УВЧ, квадратурный смеситель, регулируемый УПЧ, аа-фильтры высокого порядка, АЦП 2 канала 16 бит, синтезатор adf4351, опора - отличный tcxo (50ppb, -145дбс/10кГц), общий КШ менее 2дб. Добились весьма и очень неплохих показателей по подавлению зеркал и других unwanted components с помощью цифровых эквалайзеров и прочих хитрых кондиционеров. Пока уперлись в то, что избирательность по соседнему каналу при малых отстройках (~25кГц) определяется шумовым пьедесталом сигнала гетеродина, и не превышает 80дб, хотя при больших отстройках (~1МГц) получаем приличную двухчастотную динамику 100дб. Отдельное измерение ФШ синтезатора показывает, что проблема, скорее всего, в некой модуляции сигнала синтезатора в конкретном изделии, создающей шумовой пьедестал у подножия основного тона. В наличии есть очень приличный спекан (ФШ < -130дбс/10кГц) и нет ни одного соответствующего {класса} ВЧ-синтезатора для подачи пробного RF-сигнала на вход устройства, так как с нашими наличествующими синтезаторами начинаем видеть на спектре нашего приемника баги синтезаторов, как то, подъем шумовой полки и собственные ФШ. Из эфира сигналы с нужной (>90дб) динамикой тоже не видим, такое подозрение, что в городских условиях их нет и быть не может, на фоне загрязнения. В идеале хотелось бы на малых отстройках видеть те же 100дб динамики, потому как сам АЦП и система ЦОС явно это позволяют. Из явных багов конкретного изделия могу назвать проникновение помех от PCI-e в районе 250МГц+-25МГц и с уровнем порядка -90дбс (т.е. существенно выше шумовой полки изделия). Вроде бы на других частотах мало себя проявляет.

Вопросы.

1. Интересует, каким должен быть типичный синтезатор для подобного многоканального приемника с двухсигнальной динамикой 100дб?

2. Какова, по вашему, достижимая двухсигнальная динамика в условиях крупного города для эфирных сигналов, обусловленная типичным фоном?

3. Как, из подручных средств, сделать двухсигнальный тест с малой отстройкой на УКВ-частотах, с динамикой 90 и более дб?

4. Избирательность 80дб по соседнему каналу - это, вообще, нормально, для данной простой, но {imho топологически и конструктивно} вылизанной структуры приемника?

Share this post


Link to post
Share on other sites

1. ADF4351 - один из худших в любом случае. Из однокристальных мне нравятся LTC69xx.

2. Ключевое слово - наружная антенна. Тогда несложно и Ваши 100дБ поймать.

3. Раз Вы справились со всем остальным, то вероятно понимаете, что источник должен иметь заведомо более высокие параметры, чем исследуемое устройство, ну конечно это два кварцевых генератора.

4. Это философский вопрос, а сколько надо? Вы же следуете какому-то заданию, или нет? А вообще тут курьёз в том, что как раз в простой структурной схеме, с малым количеством преобразований можно достичь лучших результатов. Судя по описанию, у Вас приёмник прямого преобразования. Одним из ограничивающих факторов является подавление зеркального канала внутри полосы. Оно у Вас лучше 80дБ во всех режимах, на всех частотах и температурных отклонениях? Если да, то круто. Кроме того, для прямого преобразования актуальна проблема подавления IP2 искажений, ведь в отличии от супергетеродина, гармоники сигнала, перенесённого на baseband, попадают в полосу пропускания.

Если следовать принципам разумной достаточности и экономической целесообразности, то все виды избирательностей должны быть одного порядка. Не имеет смысла бороться за дикую фильтрацию, если она будет нивелирована фазовым шумом и наоборот. Да и диапазон частот Вы не указали. Одно дело получить 80 дБ на 100МГц, и другое дело на 3ГГц.

Edited by vfo

Share this post


Link to post
Share on other sites

Многое не понятно, поэтому сначала встречные вопросы:

 

спекан

Что это?

 

двухчастотную динамику

Что Вы понимаете под этим термином? Чем отличается от избирательности?

 

Отдельное измерение ФШ синтезатора показывает, что проблема, скорее всего, в некой модуляции сигнала синтезатора в конкретном изделии, создающей шумовой пьедестал у подножия основного тона.

Чем отличается "некая модуляция" от фазовых шумов? Каким образом Вы их делите?

 

Из эфира сигналы с нужной (>90дб) динамикой тоже не видим, такое подозрение, что в городских условиях их нет и быть не может, на фоне загрязнения.

Речь о динамическом диапазоне сигнала или приемника? В какой полосе? Если о сигнале, то что Вы понимаете под понятием динамики сигнала?

 

Из явных багов конкретного изделия могу назвать проникновение помех от PCI-e в районе 250МГц+-25МГц и с уровнем порядка -90дбс (т.е. существенно выше шумовой полки изделия).

дбс - что за единица измерения? Если речь о дБ, то относительно чего?

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
1. ADF4351 - один из худших в любом случае. Из однокристальных мне нравятся LTC69xx.

 

Сравнение спектров двух китов - на adf4351 (зеленый) и ltc6951 (желтый). Используется один и тот же опорный tcxo, запитанный от батарейки.

Какой-то существенной разницы для нашего приложения не наблюдаю.

1248_MHz_spectrum_comparison_4351_6951.gif

 

2. Ключевое слово - наружная антенна. Тогда несложно и Ваши 100дБ поймать.

Используем широкополосную наружную антенну ICOM AH-8000

 

3. Раз Вы справились со всем остальным, то вероятно понимаете, что источник должен иметь заведомо более высокие параметры, чем исследуемое устройство, ну конечно это два кварцевых генератора.

 

Почти справились =) Приходит понимание, что не наш АКИП-3207 (желтый), не Agilent 4402B (зеленый) не могуть нам дать сигнал с нужной шумовой полкой...

 

gens_comparison.gif

 

4. Это философский вопрос, а сколько надо? Вы же следуете какому-то заданию, или нет? А вообще тут курьёз в том, что как раз в простой структурной схеме, с малым количеством преобразований можно достичь лучших результатов. Судя по описанию, у Вас приёмник прямого преобразования. Одним из ограничивающих факторов является подавление зеркального канала внутри полосы. Оно у Вас лучше 80дБ во всех режимах, на всех частотах и температурных отклонениях? Если да, то круто. Кроме того, для прямого преобразования актуальна проблема подавления IP2 искажений, ведь в отличии от супергетеродина, гармоники сигнала, перенесённого на baseband, попадают в полосу пропускания.

Если следовать принципам разумной достаточности и экономической целесообразности, то все виды избирательностей должны быть одного порядка. Не имеет смысла бороться за дикую фильтрацию, если она будет нивелирована фазовым шумом и наоборот. Да и диапазон частот Вы не указали. Одно дело получить 80 дБ на 100МГц, и другое дело на 3ГГц.

 

Да, мы получили подавление зеркал в полосе лучше 100дб, даже подумываем на патент подать...

Получить 100дб динамики хочется на диапазонах 136-174МГц и 400-480МГц.

 

Кроме того, для прямого преобразования актуальна проблема подавления IP2 искажений, ведь в отличии от супергетеродина, гармоники сигнала, перенесённого на baseband, попадают в полосу пропускания.

Сейчас, помимо недостаточной избирательности при малых отстройках, мешают 2я и 3я НЧ-гармоники выходного каскада смесителя, пока не понял, почему они такие большие. Т.е. если RF<-30dbm, то вроде и пристойно. Но при, скажем RF=-10dbm уровень 2й =-60dbc, третьей =-75dbc, что не радует, так как в режиме автопоиска получаем "виртуальные" каналы приема.

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

 

 

Да, мы получили подавление зеркал в полосе лучше 100дб, даже подумываем на патент подать...

 

 

Ну вы бы еще самогонный аппарат запатентовали )

Share this post


Link to post
Share on other sites
Что это?

это общепринятое.

 

Что Вы понимаете под этим термином? Чем отличается от избирательности?

Избирательность, как правило, по соседнему каналу. А двухчастотная динамика - я оговариваю разнос принимаемого и блокирующего канала,

он может быть как рядом (~25кГц, кода мы и не получаем больше 75-80дб), а может быть на расстоянии в 1МГц (там уже под 100дб получаем)

 

Чем отличается "некая модуляция" от фазовых шумов? Каким образом Вы их делите?

Хороший вопрос. Я могу взять кит на синтезаторе, который у нас в изделии, и измерить его ФШ отдельно от всего. Получить обещаемое производителем

значение. Далее я пытаюсь измерить ФШ у себя в изделии, и обнаруживаю шумовой пьедестал непонятной природы, шириной примерно в полосу

loop-фильтра, который не позволяет мне на малых отстройках получить желаемую динамику. Попытки что-то улучшить (LO buffer, высококачественная

"пленка" в loop-фильтре, дополнительная развязка цепей питания синтезатора и иные танцы с бубном) мало что дают. Изучение данного эффекта в матлабе

говорит о том, что это может быть любая модулирующая помеха - и АМ, и ФМ и FM, т.е. если источник проблемы у меня в изделии, то я не могу его локализовать

по косвенным признакам.

Выглядит это примерно так (отладочный наш софт, RTA FFT, 4k):

from_onboard_4351_with_buben3.gif

И вот тут я начинаю путаться. Пьедестал, в сущности, повторяет форму с генератора сигнала, если его посмотреть на спекане отдельно.

И мне не понятно, где тут "добавка" от проблемы на моей плате, где ФШ гетеродина, где ФШ источника сигнала...

 

Речь о динамическом диапазоне сигнала или приемника? В какой полосе? Если о сигнале, то что Вы понимаете под понятием динамики сигнала?

ДД приемника, но нужен ведь и источник с соответствующим ДД, не правда ли?

 

дбс - что за единица измерения? Если речь о дБ, то относительно чего?

dbc

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ну вы бы еще самогонный аппарат запатентовали )

Над этим тоже обязательно подумаю, спасибо! А давит зеркала на 120дб и более, ниже уровня шумов.

И это с учетом разброса номиналов в квадратурных антиалиазинговых (аа-) фильтрах, которые аж 10го порядка.

Share this post


Link to post
Share on other sites
это общепринятое.

В первых строчках гугла идет Иван Спекан, дальше встречается "Нитридное топливо для ядерной энергетики" Первый раз слышу.

Share this post


Link to post
Share on other sites
В первых строчках гугла идет Иван Спекан, дальше встречается "Нитридное топливо для ядерной энергетики" Первый раз слышу.

Вы ведь регулярно с Сергеем Бельчиковым общаетесь. Когда он так говорит, Вы к нему не придираетесь, верно? Или ему можно? :rolleyes:

Share this post


Link to post
Share on other sites
Над этим тоже обязательно подумаю, спасибо! А давит зеркала на 120дб и более, ниже уровня шумов.

И это с учетом разброса номиналов в квадратурных антиалиазинговых (аа-) фильтрах, которые аж 10го порядка.

 

В этом нет ничего удивительного, за счет эквалайзеров многое вытягивается. Вопрос только на сколько это оправданно.

У нас есть приемник на 800 каналов с раздельными NCO и произвольным трекингом по Доплеру без разрыва фазы. Так как раз нормализация в рилтайме сделана. На эту тему много патентов есть.

Мы обычно сигнал даем тестовый и уже подравниваем грубо на точках по температуре на плате, по частоте. А потом работает уже алгоритм более тонкий.

Я вот другой момент припоминаю. Как-то долго возились товарищи с AD9361 на предмет улучшения качества тракта и подавали на нее внешнюю опору ( там есть такая функция описанная мелким тестом) с достаточно чистого источника. Так вот это не дало результата как раз на малых отстройках. Сошлись на том, что внутренний разбег самого дема делает бессмысленным дальнейшие изыскания.

По синтезам могу в личку посоветовать не сильно дорогое и малошумящее решение.

Еще вопрос: Хорошо ли после 4351 задавлены гармоники? Квадратурники жутко их не любят.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Вы ведь регулярно с Сергеем Бельчиковым общаетесь. Когда он так говорит, Вы к нему не придираетесь, верно?

Не слышал. В его понимании "здрасте" может означать то, что и с помощью гугла никто не догадается.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Еще вопрос: Хорошо ли после 4351 задавлены гармоники? Квадратурники жутко их не любят.

Нет, есть только набор RF-преселекторов, давящих на 80-100дб на тройной (и далее) частоте начала полосы пропускания.

Формат изделия не предполагает еще и пост-фильтрацию сигнала синтезатора, там ведь один черт триггеры на входе квадратурного смесителя?

Или есть еще нюансы?

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