Jump to content

    
Sign in to follow this  
maharaj

ГУН (VCO) с широким диапазоном: 15-40 и 60-100 МГц

Recommended Posts

Как мы все привыкли к новому :). Я уже говорил что на сторону сделал бы тоже на DDS, правда

на ad9951, потому что они у меня есть (спуры меньше в минус 50 ИМХО здесь не страшны.

Но если бы я делал для себя , а также соответствии с пожеланиями автора

вопроса, - чтобы проверить саму идею - смеситель AD831, LA1170 :), ГУН самодельный по схеме Minicircuits

или что-нибудь типа VCO от Alnico DJ-195 ( http://www.cqham.ru/sch.htm , точнее

http://hamradio.online.ru/ftp2/ser_sch_dj195.pdf ) с L12 220nH, транзисторами 2SC3356 или BFS17

и с варикапами BB134 - обычно такие схемы легко запускались. Фильтр - простейший канальный из СКМ,

если есть панорама, или перестраиваемый ФНЧ если панорамы нет. А далее применяем схемы синтезов

начала 80-х - срываемый сигналом ошибки генератор поиска - обычно либо пила, либо прямоугольник на паре

операционников с интегрирующей RC цепочкой по выходу - чтобы получить трапецию, порядка 100 Гц, часто он

совмещался с усилителем в петле ФАПа, и никаких микроконтроллеров :) . Но это только в том случае, если автор уверен, что в заданном частотном диапазоне только одно событие . Иначе - только DDS c микроконтроллером.

Такая реализация у меня бы заняла с платой по ЛУТ порядка 3-х дней, а с DDS и только заводской платой - 2 месяца.

Edited by ledum

Share this post


Link to post
Share on other sites
>...Хотя тут проще: так как диапазон все же умещается в октаву...

Чего то не понял :unsure: . Неясности так и остались: 14-40 МГц это уж никак не меньше октавы.

Ну да, это диапазон частот оптического кристалла. Реально будет использоваться более узкий.

На самом деле в режиме стабилизации кристалл должен менять пропускание всего лишь на единицы процентов - чтобы скомпенсировать нестабильность источника луча. Но рабочая точка (вокруг которой все пляски) может различаться. Она зависит от многих факторов, определяющих усиление от модулятора до выхода усилителя детектора. Думаю, впрочем, что хватит диапазона процентов 20-30, а если 1.5-2 раза - с хорошим запасом.

 

Два диапазона, вынесенные в заголовок темы - это два разных типа оптических кристаллов модуляторов. Если окажется, что реализовать оба диапазона сложно, возможно, откажемся от одного из них и заменим кристаллы (если это будет проще, чем менять ГУНы). Все это - не промышленное изделие. Делаем установку для научных исследований, для себя. Модуляторов нужна пара штук. Ну или три.:)

 

В данный момент я хочу сделать предварительную оценку - можно ли это сделать, насколько сложно и тд. Собственно техзадание - будет на следующем шаге. Вот там уже будут сформулированы требования к частотам, шумам, выходным напряжениям и их стабильности, входным сигналам управления и т.д.

 

Про DDS.

Конечно, это самый точный и правильный синус. Но для этого нужно передавать синтезатору цифровой код частоты. А его нет - есть аналоговый сигнал. Значит придется его сначала оцифровать. И тут вылезает вот какая сложность: даже если взять генератор с очень малым шагом по частоте, то есть с возможностью очень точно задать частоту (например, 48-битный код, как у того же АД9912), АЦП с такой точностью или не такой, но большой, да для частот до сотен КГц - проблема. А не будет большой точности преобразования, будут ступенечки в характеристике. Дискретность. И это может угробить всю идею стабилизации с помощью ОС. То есть какой сигнал в аналоговой цепи сравнения детектор-опорник ни получится, реальная мощность оптического луча сможет меняться только шажками. А нам как раз надо плавно, чтобы скомпенсировать малые колебания мощности источника и прочие всякие шумы.

Edited by maharaj

Share this post


Link to post
Share on other sites

>maharaj

Ну тогда, для предв. экпериментов, б.м. и есть смысл попробовать Mini Circuits JTOS-100, любезно предложенный ledum. В паре с, например JTOS-25 от того же секета. А уж потом думать дальше...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Посмотрел разные готовые ГУН. В основном доступны на диапазоны выше 50 МГц.

 

1) Analog Devices ADF4360-8

Integrated Integer-N Synthesizer and VCO - Output Frequency 65 to 400

 

На самом деле 65-400 - это только диапазон возможных областей. Реально (при данных LC) перестраивается на 20%. Например, 90-110 МГц. Не пойдет.

 

2) Z-Communications V061ME01-LF

Диапазон перестройки 45-77 МГц (на графике показано до 85 МГц). Фаз. шум (на 10 КГц) -113 dBc/Hz. 2-я гармоника -6 dBc. Еще есть:

V061ME02 - 70-76 МГц (на графике 65-90), -120 dBc/Hz, -18 dBc, 6 МГц/В

SMV0070A-LF - 65-75 МГц (на графике 60-85), -108 dBc/Hz, -10 dBc, 6 МГц/В

 

3) Mini-Circuits JTOS-100, JTOS-100+

50-100 МГц, -108 dBc/Hz, 2-гарм -20 dBc.

Также есть и другие, например, JTOS-50 на 25-47 МГц.

 

... у них, судя по гармоникам в даташите, да и по схеме рис.8 с http://www.compitech.ru/html.cgi/arhiv/03_03/stat_72.htm

имеется перестраиваемый фильтр. На схеме С9, наверно случайно, :) включен не там.

Действительно, имеется. А С9 - да, на землю надо бы.:)

 

4) MAX2606

70-150 МГц, -92 dBc/Hz, 2-гарм -30 dBc.

 

(В дэйташите указаны шумы -112 дБ, но то для 100 КГц смещения, а для 10 КГц - чтобы

сравнить с другими - надо смотреть в

аппноуте 2870.)

 

Вот тут гармоник сильно меньше, чем у других, а при этом в схеме фильтр не нарисован. Есть ли он там? Или же добились снижения четных путем симметризации схемы?

 

ГУН от Макса имеет больше шума, но зато меньше гармоник (если, конечно, верить их данным:)). Кроме того, так варисторы с большей крутизной - входное 0..5 В дает всю шкалу, то есть чувствительность 7-8 МГц/В. Пока этот Макс кажется предпочтительнее. К нему в дэйташите на эвал.боард показана печатка - тоже полезно. Одно плохо - не вижу его в доступности поблизости, чтобы взять пару штук и проверить в деле. 2605 и 2609 есть, а 2606 нет.

Share this post


Link to post
Share on other sites

IMHO один 100-й JTOS ПОЛНОСТЬЮ может решить задачу (с учетом преобразования).

Генератор поиска - счетчик разрядов на 12-14 (хотя бы пара К561ИЕ10) + ЦАП - получаем пилу плюс компаратор

на сигнал Вашей обратной связи для останова счетчика - дальше работает только обратная связь.

Можно использовать ADF4350 + эсл делители + фильтр.

Для синтезатора шаг, наверное, мелковат, проще на DDS.

Делать по схеме Тарасова или Константина ИВАНОВА (RD3AY) здесь

я бы не стал - избыточно.

А так - AD9951 либо с собственным умножителем, либо к ней генератор с КМОП на 80МГц, главное, чтобы

не синтезаторный типа VX7- палок море, а дальше берется мобилка МОТОРОЛА старая - 2288, 3388, 3688, выпаивается оттуда фильтр на 400 МГц - либо 772, либо EPCOS B4832 с обвязкой + усилитель, хотя бы SBB4089 - получаете выделенную 5 гармонику генератора.

MAXIM - особая песня. Любят они снимать с производства свои вкусности.

После MAX4144 мы их вообще перестаем применять. 8 лет они верой и правдой :) у меня стояли

после полифазника 6-го порядка 2-40 Мгц в L-бэндовском дауне на AD8347 + AD8138. А тут:

This product is no longer available. - все, приплыли. И заменить толком нечем - большое входное сопротивление и маленькая входная емкость у этого почти инструментального на ВЧ усилителя.

И это не в первый раз. Да и надежного поставщика в Украине на ВЧ Maxim я не знаю.

Edited by ledum

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ну да, как раз и хочется готовый. Непонятно только какой.

 

Я осознал, что не полностью описал задачу. Отсюда некоторые вопросы и неясности.

 

На выходе нужен синус. Это будет использоваться в таком устройстве: есть особые кристаллы нелинейной оптики, когда на них подается напряжение некоторой частоты (как раз в указанных диапазонах), в кристалле образуются стоячие волны (акустические) и его оптические свойства меняются. На этом принципе работают так называемые акустооптические модуляторы и дефлекторы (отклонители луча). Меняем частоту - меняется шаг пучностей в кристалле и как следствие мощность (или направление) луча.

 

Обычно управляющий синус генерируется цифровым синтезатором, который получает на вход число из компьютера. Это режим управления. Для этого есть готовые платы, в том числе фирменные PCI-платы для компьютера. Вставил - работает.:)

 

Но теперь у нас появилась другая задача - сделать петлю обратной связи, используя сигналы с датчиков, и получить стабилизацию луча (по мощности или углу). Датчики аналоговые и цифровать их, а затем в цифре управлять генерацией синуса - неразумно сложно. Поэтому я задумался, как сделать то же самое в аналоговом домене, без оцифровки.

 

Требования по шумам и гармоникам не сформулированы. Проще говоря, неизвестны. С одной стороны, это будет внутри петли ОС, так что нелинейность преобразования, да и шумы, компенсирует та же ОС. Но ОС будет работать только в ограниченном диапазоне частот (до 10-50 КГц, выше могут быть проблемы с усточивостью из-за набегания фазы по петле), так что желательно иметь ВЧ шумы поменьше. Хотя главные измерения у нас на НЧ и стабилизировать нужно как раз низкочастотные "гуляния" мощности/угла.

 

С гармониками та же история. Хотя тут проще: так как диапазон все же умещается в октаву (а реальный рабочий может оказаться еще раза в два меньше - но сейчас, без экспериментов, непонятно какой), 3-ю гармонику можно подавить фильтром.

 

uriy

Умножение не пойдет - разве так сделать хороший синус? Или я чего-то не понимаю? :ohmy:

 

ADF4360 рассматривал. Но хочется все же сделать единое решение для обоих диапазонов - чтобы просто менять варракторы (и обвеску), а не делать два совсем разных устройства.

 

Я бы порекомендовал использовать готовый частотный синтезатор,например от Synergy Microwave,см. вложенный pdf.

FSW511_50.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites

С таким шагом (500кГц и неизвестно из апликухи насколько его можно поменять, чтобы не рассыпался их умный ФАП) на опору 10Мгц (проще 10.7МГц - много полосовиков от приемников) придется ставить DDS с неплохим фильтром + перестраиваемый ФНЧ (вторая гармоника минус 12 дБ), а напряжение перестройки спрятано внутри - придется генерить на каком-нибудь ЦАПе или делать переключаемые ФНЧ. Да и цена + срок поставки для таких компонентов обычно - :-(.

Edited by ledum

Share this post


Link to post
Share on other sites

Извиняюсь, что поднимаю старую тему.

Понадобилось разработать аналогичный ГУН с хорошим шагом на диапазон 20-100МГц.

 

Есть теоретическая задумка: к одному PLL AD4001 (диапазон RFin 0-200МГц) хочу подключить через активные ФНЧ цепочки несколько VCO с разными перекрывающимися диапазонами частот.

Потом с помощью аналогового мультиплексора завести обратную связь обратно в PLL. Управлять PLL и мультиплексором будет микроконтроллер. Быстрых переключений частот в моей задаче не требуется.

 

Возможно такое осуществить на практике?

Edited by demonizer

Share this post


Link to post
Share on other sites
Извиняюсь, что поднимаю старую тему.

Понадобилось разработать аналогичный ГУН с хорошим шагом на диапазон 20-100МГц.

 

Есть теоретическая задумка: к одному PLL AD4001 (диапазон RFin 0-200МГц) хочу подключить через активные ФНЧ цепочки несколько VCO с разными перекрывающимися диапазонами частот.

Потом с помощью аналогового мультиплексора завести обратную связь обратно в PLL. Управлять PLL и мультиплексором будет микроконтроллер. Быстрых переключений частот в моей задаче не требуется.

 

Возможно такое осуществить на практике?

Проще всего Ваш диапазон частот перекрыть с помощью DDS. Ну уж ежели к прямому цифровому синтезу душа не лежит, то возьмите ГУН 50-100 МГц, например, ROS-100+ и делитель на 2 и на 4 на высокоскоростных D-триггерах. Дёшево и просто, проще только генераторы со встроенным ГУНом и встроенными делителями от Hittite, но намного дороже, да и диапазон чуток выше. Ну или AD4350 с делением на 2.

Или Вам ГУН обязательно на рассыпухе надо делать?

Edited by VCO

Share this post


Link to post
Share on other sites
Извиняюсь, что поднимаю старую тему.

Понадобилось разработать аналогичный ГУН с хорошим шагом на диапазон 20-100МГц.

ВЫчтите из опоры 200МГц ГУН 220-300МГц. ФАПируйте разницу - шумы меньше. В отличие от схем деления - потребуется только один ФНЧ со срезом 110-150МГц и никаких коммутаций.

Edited by ledum

Share this post


Link to post
Share on other sites
Проще всего Ваш диапазон частот перекрыть с помощью DDS. Ну уж ежели к прямому цифровому синтезу душа не лежит, то возьмите ГУН 50-100 МГц, например, ROS-100+ и делитель на 2 и на 4 на высокоскоростных D-триггерах. Дёшево и просто, проще только генераторы со встроенным ГУНом и встроенными делителями от Hittite, но намного дороже, да и диапазон чуток выше. Ну или AD4350 с делением на 2.

Или Вам ГУН обязательно на рассыпухе надо делать?

К DDS присматриваюсь, сам считаю что для такой задачи более правильный вариант, более универсальный, дающий наименьший шаг частот. В принципе бюджет позволяет установить AD9910(12).

Мне нужен гармонический сигнал, с малым коэффициентом искажений, поэтому непонятно как с помощью делителей я смогу его получить. Разве что ставить перестраиваемый полосовой фильтр с высокой добротностью, т.е. как я понимаю, аналогично проблеме борьбы со спурами как и при синтезе.

У AD4350 граничная частота при максимальном делении 16 равна 137.5МГц.

У Hittile HMC830LP6GE и HMC833LP6G нижняя граничная частота 25МГц, чуть неподходит, эх ((

Делать на рассыпухе нет необходимости, чем проще тем лучше, тем надежней. Проблема найти VCO на такой диапазон частот.

 

ВЫчтите из опоры 200МГц ГУН 220-300МГц. ФАПируйте разницу - шумы меньше. В отличие от схем деления - потребуется только один ФНЧ со срезом 110-150МГц и никаких коммутаций.

ledum, если не затруднит, поподробнее распишите как такое осуществить. к примеру, на функциональной схеме или на примере типовых имс.

Edited by demonizer

Share this post


Link to post
Share on other sites

Когда мне надо было получить синус 20-90МГц для теста платы АЦП, а наш Г4-158 совсем накрылся, я взял самый высокочастотный кварц, который был на фирме - 125МГц, сделал генератор синуса на нем, и замешал с эвалюэйшен бордом для ADF4350 145-215МГц, поданным на входы LON-LOP AD831 - опять таки - что было под рукой, но это могло быть и ADL5350, AD8342 и многое другое, потом ФНЧ на LC 7-го порядка со срезом 100МГц - и картинка оказалась гораздо лучше Г4-158-го.

Кварцы на 200МГц видел на Филуре (в Питере - Аллюре) по 10 баксов, в качестве перестраиваемого генератора можно взять либо JTOS-400 (без P), POS-400+, ROS-400 и зафапировать на ADF4001 разницу после смесителя (указанные выше должны подойти), либо сразу взять в качестве перестраиваемого генератора ADF4350 и его фапировать, чтобы формировать нужную разницу. Фильтр можно поставить LFCN-80. Опору поделить до удобоваримого ADF-ами каким-нибудь Хиттайтом, типа HMC433E.

PS. Для уменьшения неизбежных комбинашек имеет смысл по ФНЧ поставить и на выходе опоры, и на выходе ГУНа. У нас просто есть полный ряд LFCN до 2200, поэтому проблем никаких нет.

Edited by ledum

Share this post


Link to post
Share on other sites
Когда мне надо было получить синус 20-90МГц для теста платы АЦП...

Огромное спасибо за подробное объяснение. Попробую для начала сэмулировать.

Если будут вопросы, поинтерисуюсь.

Share this post


Link to post
Share on other sites
ВЫчтите из опоры 200МГц ГУН 220-300МГц. ФАПируйте разницу - шумы меньше. В отличие от схем деления - потребуется только один ФНЧ со срезом 110-150МГц и никаких коммутаций.

Решение гроссмейстерское, но есть узкие места:

1. Если у ТС опора 10 или 20 МГц, то из неё неудобно делать 200 МГц. Хотя для DDS тоже самое актуально, но там хоть предусмотрели встроенную ФАПЧ для скромного уровня ФШ.

2. Если ТС требуется низкий уровень ФШ и спур и мелкий шаг, всё-таки актуальнее DDS, фильтруемый ГУНами в относительно узкой полосе, нежели дробночисленник. О целочисленнике вообще помолчу, он здесь неактуален.

Попробую для начала сэмулировать.

А что такое сэмулировать? Если эмулировать, то это здесь совсем неактуально, если симулировать, то - тем более не актуально. Реальный уровень спур можно оценить только на EvalBoard, "костыли для мозгов" (как оценил симуляторы Станислав) не помогут, я Вас уверяю!

Edited by VCO

Share this post


Link to post
Share on other sites
Решение гроссмейстерское, но есть узкие места:

1. Если у ТС опора 10 или 20 МГц, то из неё неудобно делать 200 МГц. Хотя для DDS тоже самое актуально, но там хоть предусмотрели встроенную ФАПЧ для скромного уровня ФШ.

2. Если ТС требуется низкий уровень ФШ и спур и мелкий шаг, всё-таки актуальнее DDS, фильтруемый ГУНами в относительно узкой полосе, нежели дробночисленник. О целочисленнике вообще помолчу, он здесь неактуален.

 

А что такое сэмулировать? Если эмулировать, то это здесь совсем неактуально, если симулировать, то - тем более не актуально. Реальный уровень спур можно оценить только на EvalBoard, "костыли для мозгов" (как оценил симуляторы Станислав) не помогут, я Вас уверяю!

 

ledum предложил взять опору на 200МГц на основе TCXO, VCXO или OCXO и сделать ГСС. Это как я понял.

Тут есть вопросы по качеству трейса такого сигнала до входов, причем с разветвлением на PLL и смеситель.

ledum, можете высказать свою точку зрения по данному вопросу?

И еще интересует вопрос, как у вас было со стабильностью амплитуды сигнала?

 

"Эмулировать" - это я неправильно выразился. Конечно же, симулировать, т.е. по-русски моделировать (звините за банальность).

Прежде чем воплощать все в схему, мне нужно было понять работоспособен ли данный способ. И я это сделал в ADS на основе функциональных блоков. Долго (часа 4-ре) провозился с симуляцией PLL из отдельных блоков, но потом все заработало. И результат соответствует действительности. причем ADS позволяет и приблизительно оценить спуры, если в задающих элементах их указать. Понятно что способ не соответствует реальности - нужна тестовая борда. И чаще всего нужно исходить из опыта работы, а его у меня к сожалению в РФ технологиях пока что мало. Для этого я и обратился на форум за помощью, так как проруха-судьба свела.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this