[Dr.Drew 4]

Я не могу понять ход мысли. Дайте ссылки на источники.

[rloc 43]

Ход мыслей формировался под влиянием публикаций Царапкина Д.П., и в разной степени - Ульриха Роде, Энрико Рубиолы, Майкла Дрискола, Альберта Бенджаминсона, Кулешова В.Н. Пока не просто скомпилировать в одну кучку.

Возможно некоторое недопонимание есть в вопросах нагруженной добротности. В различных статьях ее расчет связан с подбором коэффициентов связи вне замкнутого контура генератора и возникает соблазн использовать эту добротность для оценки ФШ в формуле Лиисона. У Ульриха Роде (можно найти ссылку) расчет идет через ГВЗ в замкнутом контуре, что мне кажется более правильным.

 

Предлагаю разобрать простую задачку:

LC автогенератор на ОУ, частота 10МГц, с известным входным сопротивлением и Rвых = 0, а также известным собственным широкополосным уровнем шума (шумовыми токами/напряжениями или КШ, как кому удобнее). На первых порах будем считать усилитель условно линейным, с амплитудным ограничением по уровню питания +-5В. R1 - эквивалентное сопротивление контура L1C1 на частоте резонанса, R2, R3, R4 - сопротивления по выбору. И рассмотрим 2 варианта:

1. Собственное усиление ОУ на частоте резонанса равно 20дБ.

2. Собственное усиление ОУ на частоте резонанса равно 40дБ.

 

 

 

Для настройки на оптимальный режим можно менять сопротивления R2, R3, R4, все остальные параметры будем считать одинаковыми.

 

Вопросы:

1. При каких сопротивлениях режим работы генератора можно считать оптимальным в каждом случае (по минимуму ФШ)? Чему равна эквивалентная (нагруженная) добротность или ГВЗ в оптимальном случае? Чему равна максимальная эквивалентная (нагруженная) добротность или ГВЗ?

2. Какую добротность подставляем в формулу Лиисона?

3. Какую мощность используем в качестве Pin в формуле Лиисона (по каждому входу отдельно, разностную, другую)? Величина Pin в каждом варианте?

4. Есть ли вообще разница между двумя вариантами?

[Chenakin 12]

17 часов назад, rloc сказал:

1. Об умножении добротности и эффективности его применения.

Я не понимаю этого термина. Ну, конечно, умозрительно можно что-то представить. Скажем, рассмотрим простейший генератор с усилителем и резонатором в кольце обратной связи. Резонатор имеет определенную АЧХ (которую можно соотнести с добротностью). Широкополосный шум на выходе усилителя, проходя через резонатор, приобретает его форму. Далее сигнал усиливается усилителем и опять проходит через резонатор, форма сигнала сужается и так далее n-ое число раз, пока шумы не приобретут очень узкую игольчатую форму. Можно это считать “умножением” добротности? Может и можно, но зачем? Зачем плодить дополнительные сущности? Имеем классическое определение добротности для разомкнутого резонатора, которую можно реально измерить (вне генератора) и использовать в формуле Лисона. Зачем что-то ещё?

 

Алексей, не совсем понятно, какую проблему решаем? Ведь правильно поставленный вопрос – половина решения.

[rloc 43]

4 часа назад, Chenakin сказал:

Зачем плодить дополнительные сущности?

Допустим термин был введен ранее и слов из песни не выкинешь:

 

 

Вопрос конечно не в терминологии, пусть звучит как ГВЗ.

4 часа назад, Chenakin сказал:

Далее сигнал усиливается усилителем и опять проходит через резонатор, форма сигнала сужается и так далее n-ое число раз, пока шумы не приобретут очень узкую игольчатую форму.

Хорошо, какую роль в этом процессе играет собственное усиление и нелинейность (допустим IP3)? На каком моменте они сталкиваются с собственной добротностью в процессе стремления к игольчатой форме? Важен конечно не промежуточный результат, а оптимальный.

[Chenakin 12]

8 часов назад, rloc сказал:

Хорошо, какую роль в этом процессе играет собственное усиление и нелинейность (допустим IP3)?

Давайте все же с простого. Рассмотрим простейший автогенератор – ДРО с усилителем в качестве активного элемента и ДР в кольце обратной связи на проход.

 

 

Частота – 10 ГГц, 50-омная среда. Добротность определяем обычным образом – отсоединяем резонатор от усилителя и измеряем на анализаторе цепей. Усиление необходимо для компенсации потерь в резонаторе и, соответственно, росту колебаний. Нелинейность – для стабилизации колебаний на определённом уровне.

 

Что дальше? Какую проблему решаем?

[Dr.Drew 4]

Алексей, использование ГВЗ в точке баланса фаз - это более точный подход к оценке фазового шума сигнала, чем простое использование добротности. Добротностью оперировать проще. Об это есть кое-что в книге.

Мощность в формуле - это входная мощность усилителя. Независимо от усиления связь суммарную с резонатором следует выбирать критической. Максимум ГВЗ разомкнутой петли обратной связи будет соответствовать половине собственной добротности резонатора.

Умножение добротности - фигура речи. Если определить качество спектра сигнала по аналогии с оптикой в виде ширины спектральной линии, то, конечно, получится "вкусная" величина. Зависеть она будет, как от добротности резонатора, так и разных шумов активного прибора. Туда еще и случайные блуждания частоты примажутся. И как тут отделять мух от котлет?

Игольчатая форма - это про другое. Об этом есть кое-что в книге.

[rloc 43]

2 часа назад, Dr.Drew сказал:

Умножение добротности - фигура речи.

Не исключаю, возможно я не учел падение мощности в мосте.

 

17 часов назад, Chenakin сказал:

Давайте все же с простого.

Мне кажется, на примерах нагляднее понять. Добавлю еще один для сравнения:

 

В первом варианте - двухпортовый резонатор с одинаковыми коэффициентами связи (или любыми другими по выбору). Во втором варианте - мост с регулировкой баланса (подавления) и усилитель для компенсации соответствующей потери мощности. Циркулятор допустим не имеет потерь и линейный. В обоих вариантах условно будем полагать одинаковыми: NF услилителя, IP3 приведенный к выходу и связанный с ним фликкер-шум на несущей (измеренный отдельно на анализаторе добавочного шума), выходную мощность.

 

Предлагаю рассмотреть следующие вопросы:

 

1. Есть ли принципиальные отличия между двумя вариантами? Например - по энергетике и вытекающим из этого снижением ФШ.

 

2. На что повлияет во втором случае балансировка моста и увеличение усиления? На мой взгляд, мост обладает свойствами регулируемой обратной связи для усилителя, на подобие обратной связи через направленный ответвитель в усилителе Нортона, что приводит к закономерному снижению фликкер-шума.

[vhk 1]

On ‎4‎/‎10‎/‎2021 at 4:25 AM, Chenakin said:

Я не понимаю этого термина. Ну, конечно, умозрительно можно что-то представить. Скажем, рассмотрим простейший генератор с усилителем и резонатором в кольце обратной связи. Резонатор имеет определенную АЧХ (которую можно соотнести с добротностью). 

Термин -умножитель добротности применялся к регенераторам. Где уровень ПОС не достаточен для работы в режиме генерации.

[Dr.Drew 4]

Первое принципиальное различие - практическая реализуемость. Схема с мостом работать на частоте резонатора не станет, а заведется на ближайшем нуле ФЧХ, где запас по усилению будет намного выше. Поставите фильтр - будет та же история. Только частота генерации будет уже предсказуемо попадать в полосу фильтра.

[rloc 43]

1 час назад, vhk сказал:

Термин -умножитель добротности применялся к регенераторам.

Сергей, рад вас видеть здесь. Как-то обсуждали с Александром регенеративный характер поведения усилителя в автогенераторе. Вопрос скорее в том, есть ли профит от этого слова, получим ли снижении ФШ в итоге. Если нет, то зачем вводить?

 

1 час назад, Dr.Drew сказал:

Поставите фильтр - будет та же история.

Царапкин Д.П. так и делал, причем нулей (мод колебаний) было заведомо много, в качестве усилителя - два каскада на советских транзисторах с ОБ, частота - около 3.5ГГц, резонатор - сапфировый диск, мост - на циркуляторе. Понятно, что на НЧ усиление сделать проще, но там есть свои нюансы - смеситель как правило не квадратурный, и есть основания полагать, что снижение ФШ упирается в амплитудные шумы (по материалам Иванова). Поэтому пока проще (не лучше) рассмотреть однопетлевой однорезонаторный автогенератор. Какие еще плюсы/минусы есть кроме стабильности, вероятности перескока на другую моду? Теоретический потенциал? Форма огибающей ФШ?

[Dr.Drew 4]

Сергей Бельчиков может подробнее рассказать его историю с мостами. Кратко - не работает, как того хотелось бы. Отсюда, всякие рассуждения про потенциал теряют смысл.

[rloc 43]

9 минут назад, Dr.Drew сказал:

Кратко - не работает

Тогда не понятно, зачем АПЧ?

[Dr.Drew 4]

Какая АПЧ? Вы рисуете одну схему, а говорите про другую. КСС нивелирует сразу два параметра в формуле Лисона - коэффициент шума активного прибора и потери мощности в обратной связи (если входную мощность заменить на выходную за вычетом потерь в ОС).

[rloc 43]

Со своей стороны не вижу принципиальных отличий, где достигается усиление на ВЧ или НЧ. А что касается снижения шума активного элемента, так он также снижается в однопетлевой схеме за счет глубины ОС, образованной мостом и запасом усиления на компенсацию потерь в мосте. Причем, формально, с АПЧ уменьшение шума достигается только внутри полосы, без АПЧ - в широкой полосе.

[Dr.Drew 4]

Они есть. В том числе в том, что с мостом и циркулятором работать не станет.