Jump to content

    

Синтезатор для многоканального приемника с высокой динамикой

Как подключена ПЛИС к синтезатору практически никак не влияет на его спектр, пока ПЛИС не дергает ногами.

Есть измерения на шумоанализаторе E5052 выводов ПЛИС в третьем состоянии, шум огромный, спорить бесполезно. От нагруженности ПЛИС шум зависит, но кто использует голую прошивку? А с последствиями этого шума встречался неоднократно: будь то пролаз помех на выход кварцевого генератора, прямое управление аналоговыми ключами или SPI портом.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Есть измерения на шумоанализаторе E5052 выводов ПЛИС в третьем состоянии, шум огромный, спорить бесполезно. От нагруженности ПЛИС шум зависит, но кто использует голую прошивку? А с последствиями этого шума встречался неоднократно: будь то пролаз помех на выход кварцевого генератора, прямое управление аналоговыми ключами или SPI портом.

Сам разглядывал спектр синтезатора. От ПЛИС практически ничего не зависит. С ножек ПЛИС идет зашумленная палка от глобальной частоты тактирования. Если очень упереться, лечится RC цепочкой на каждом входе синтезатора. Собственная логика синтезаторов тоже шумит.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

В любом случае, во второй версии платы стоит достаточно параноидальная защита от помех по цепям управления, в т.ч. и "защелка" с чистым питанием, транслирующая оные сигналы. Собственно, я практически не сомневаюсь, что проблема с проникновением тактовой ядра ПЛИС уйдет во второй версии.

 

У меня теоретический вопрос. Можно каким то образом, посмотрев в даташит на синтезатор, понять, какую я могу получить избирательность по соседнему каналу в моем приемнике с квадратурным смесителем? Раньше я думал, что понимаю. Пусть, для начала, смеситель, АЦП и ЦОС будут идеальными.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Косвенно, это очевидно из графиков EVM vs Input Power. У ADL5387 он сходится в 0, приблизительно, при -80 дБм на входе. К сожалению, данный график дан для IF=0. Для других отстроек характеристики не даются. Вот Вы намеряли, что при отстройке больше 25 кГц эти параметры улучшаются. У меня, даже с внешним гетеродином, улучшения максимум 5 дБ. При помехе в 0 дБм на входе, ниже -85 дБм ничего не видно, даже на больших отстройках.

Share this post


Link to post
Share on other sites

По поводу шумов синтезатора - ставьте adisimpll и гоняйте в нем - сначала ваш синтезатор в конкретной конфигурации, сравнивайте смоделированные ФШ с реально измеренными, потом - выбирайте вариант построения, который даст существенный выигрыш. Может быть я читал тему невнимательно, но не нашел сведений о требуемом диапазоне перестройки. Если гетеродин работает в точке, но наилучшие шумы даст ADF4107+гун z-comm серии CRO узкополосный+ФНЧ пассивный с полосой, подобранной под стык полки ФШ фазового детектора и ФШ ГУНа. Ну это как бы наилучший вариант из самых простых и технологичных, на мой взгляд.

Share this post


Link to post
Share on other sites
По поводу шумов синтезатора - ставьте adisimpll и гоняйте в нем - сначала ваш синтезатор в конкретной конфигурации, сравнивайте смоделированные ФШ с реально измеренными, потом - выбирайте вариант построения, который даст существенный выигрыш. Может быть я читал тему невнимательно, но не нашел сведений о требуемом диапазоне перестройки. Если гетеродин работает в точке, но наилучшие шумы даст ADF4107+гун z-comm серии CRO узкополосный+ФНЧ пассивный с полосой, подобранной под стык полки ФШ фазового детектора и ФШ ГУНа. Ну это как бы наилучший вариант из самых простых и технологичных, на мой взгляд.

Эта серия ГУН не подойдет - ТСу надо работать с частотой ГУН до 270 МГц. Серия от 390 МГц.

Улучшение шумов гетеродина даст максимум 3 дБ улучшения на выходе смесителя.

ТСу надо кроме шума уменьшать джиттер ГУН, ориентировочно, для частот в 500 МГц, джиттер потребуется порядка 10 фс, чтобы подвинуть полку к 2,5 кГц. Есть ли в этом смысл - джиттер делителя в ADL5387 неизвестно какой, но, по прикидкам около 100 фс.

Edited by Corner

Share this post


Link to post
Share on other sites
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,

 

М-м-м, а номинальчики у вас в лупе-фильтре какие? А то не присели ли вы на тепловые шумы резисторов в ФНЧ? И вообще какая схема, если активная - вам операционик гадит.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Я все ждал, что кто-то ткнет меня носом в такой параметр, как adjacent channel power, что, мол, что ты хочешь, больше и не получить избирательности.

Кстати, важный сопутствующий вопрос - почему ни на микросхемы ФАПЧ, ни на генераторы не указываются амплитудные шумы?

 

Номиналы в луп-фильтре у меня низкоомные (сотни ом).

Работаю я не на одной частоте, а в диапазоне 30-2000МГц. Но мне не нужен малый шаг перестройки, поэтому всегда целочисленный режим.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Я все ждал, что кто-то ткнет меня носом в такой параметр, как adjacent channel power, что, мол, что ты хочешь, больше и не получить избирательности.

Этот параметр подходит для широкополосных сигналов и определяется линейностью тракта (IP3): усилителей, смесителей, АЦП. А вопрос об избирательности ставился в предположении идеальности всего тракта. Эта динамика по интермодуляции, она более интересна на практике и специфицируется в большинстве спектроанализаторов. Для справки: Белан по параметрам линейноcти (типичной) превосходит все топовые спектроанализаторы предыдущего поколения (что удалось реально сравнить) за счет смесителей Марки и юстировки усилительного тракта перед АЦП.

 

Кстати, важный сопутствующий вопрос - почему ни на микросхемы ФАПЧ, ни на генераторы не указываются амплитудные шумы?

Они существенно меньше фазовых.

 

Возвращаясь к предыдущим вопросам, можете уточнить исходные параметры, чтобы понять шумы при малой отстройке на картинке из поста 22?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Я сегодня подал на вход нашего изделия тон 114МГц с самодельного генератора на малошумящем транзисторе с кварцевым фильтром на выходе. Это лучший источник сигнала в наличии.

Потом запихнули кусок в матлаб.

Это спектр сигнала с rbw=142Гц в полосе 1МГц, центрированный относительно сигнала:

Паочки на 193кГц - от источника сигнала.

 

psd_overall.jpg

 

Далее декомпозировали на ФШ и АШ

Это вклад АШ (в том же масштабе):

psd_am.jpg

 

и ФШ:

psd_ph.jpg

 

и ФШ, приведенный к общепринятым попугаям:

psd_ph_pure.jpg

 

Как видим, основной вклад это АШ. Осталось понять, откуда они взялись.

И если мы с коллегой ничего не перепутали, Adjacent Channel Power для канала 15кГц при отстройке 25кГц составляет 72дб, что хуже расчетного для adf4351 (78дб). Хотя, возможно, где-то на 3дб ошиблись :wacko:

Share this post


Link to post
Share on other sites
Я сегодня подал на вход нашего изделия тон 114МГц с самодельного генератора на малошумящем транзисторе с кварцевым фильтром на выходе. Это лучший источник сигнала в наличии.

.....

Как видим, основной вклад это АШ. Осталось понять, откуда они взялись.

Вместо сигнала вашего синтезатора подайте сигнал от кварцевого генератора на подходящую частоту. Посмотрите как изменятся фазовые шумы и амплитудные шумы при приёме "эталонного сигнала. Может поможет разобраться.

Edited by vhk

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вообще уже никому не верю.

График сравнения декомпозированного ФШ из сигнала нашего изделия с двумя разными LO.

Опора одинаковая. Ширина петлевого ФНЧ разная.

Синий - adf4351, оранжевый - hmc833

 

adf4351_vs_hmc833.jpg

 

Вы мне вот что скажите. В чем промоделировать и получить значение Adjacent Channel Power, введя из документации параметры смесителя и синтезатора? Чтобы было куда стремится.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Синий - adf4351

Floor Integer Mode Normalized to 1 Hz -220 dBc/Hz

 

оранжевый - hmc833

Floor Integer Mode Normalized to 1 Hz -230 dBc/Hz

 

Что вас удивляет? Применили синтезатор с фазовыми шумами на 10 дБ лучше - получили результирующий график на 10 дБ ниже.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Применили синтезатор с фазовыми шумами на 10 дБ лучше - получили результирующий график на 10 дБ ниже.

Смотря на какой величине отстройки от несущей. В диапазоне отстроеек 5-25 кГц от несущей фазовые шумы у hmc833 выше чем у adf4351. По мере увеличения отстроек от несущей ФШ уменьшаются.

Edited by vhk

Share this post


Link to post
Share on other sites

Хочется повторить вопрос. Как профи, перед тем, как начать реализацию дизайна, оценивают избирательность по соседнему каналу, опираясь на паспортные параметры МШУ/смесителя/синтезатора/АЦП? Рассматриваю простейший случай - одна ПЧ. Про программу ADISimRF в курсе, она это не считает, и пользоваться стало невозможно из-з кучи багов.

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