Jump to content

    

Синтезаторы частот. От концепции к продукту.

Recommended Posts

rloc
Такой режим скорее всего приведет к неработоспособности в диапазоне температур или к существенному изменению параметров.

Вот и бодаемся здесь о введении АРУ. Вопрос в какую сторону изменятся параметры? Впрочем, это далеко не единственный и главный вопрос. vhk писал о том, что вроде полевые лучше (на своих страницах, прошу поправить если не так), а я вот думаю биполярные лучше. Когда биполярный доходит до насыщения, он начинает работать как SRD диод с рассасыванием носителей, с о-го-го каким амплитудно-фазовым преобразованием (в некоторых случаях эффект идет на пользу, все мы конечно знаем о чем речь). Но вот если не доводить до "греха" ...

 

"внешние" ограничители (в виде диодов, например)

Для биполярных иногда спасет, с полевыми скорее нет - рассасывание практически отсутствует. Речь конечно о Шоттки (про ограничение). Но все же лучше усиление на пользу пустить.

 

начал осваивать ГГцы потихоньку

Если на 7 МГц так все хорошо, про ГГц страшно подумать. "Конкуренты" растут.

 

Ну я тоже немного проапгрейдил свой блок управления в прошлом году, теперь у меня тоже есть "телевизор"

Ставлю лайк, давно не смотрел телевизор, и по всей видимости зря, однозначно подписываюсь )

Share this post


Link to post
Share on other sites

VCO
Ну я тоже немного проапгрейдил свой блок управления в прошлом году, теперь у меня тоже есть "телевизор" ;) https://youtu.be/bUy8kKaALJI?t=120

Красота то какая, лепота! © Хочу такой же в электронный расцепитель :biggrin:

Share this post


Link to post
Share on other sites

Chenakin
Удивительно, видна разница по линейности между NP0 (хуже) и пленочными конденсаторами, не говоря о гармониках около -150 дБ. Александр, попробуйте объяснить.

В быстродействующей ФАПЧ я всегда использую тонкопленочные конденсаторы, типа таких:

 

ECHU_caps.pdf

ECPU_Caps.pdf

Считается, что конд-ры X5R, X7R имеют “эффект памяти,” т.е. нелинейность, что приводит к затягиванию частоты или вообще её срыву. Всегда думал, что NP0 этому не подвержены, возможно это не так…

 

ФАПЧ - это фильтр?

Если N=1, то, да, чистой воды фильтр. И к тому же очень шумливый.

 

Фазовый шум LC генератора частота 12 МГц не хуже чем -140 дБн/Гц на отстройке 1 кГц. В сообщениях можно найти ФШ до -145 дБн/Гц на отстройке 1 кГц. Это уже кварц или ещё нет? :(

vhk, это очень достойный результат! Будет хорошей отправной точкой для Алексея (rloc), который скоро побьет все кварцы на LC катушках :).

 

Без соревнований, в первую очередь чтобы теорию выстроить. Истории с сапфировыми генераторами на модах шепчущей галереи, оптическими генераторами и т.д. напоминают гонку вооружений, чтобы пока было, потом придумаем для чего.

Вижу, что самому надо провести эксперимент, важнее сначала собрать макет, где можно независимо регулировать параметры, а потом переходить к рабочим схемам. Достижение шумов - не самоцель, а приложение. Что получится, то получиться.

Согласен. На самом деле, я лишь пытался выступить Вашим оппонентом, надеюсь, не сильно больно переусердствовал. На таких, как Вы земля русская держится. Если получите интересные результаты, буду первым в очереди Вас поздравить :).

 

Вот и бодаемся здесь о введении АРУ.

Вот, интересная статья о кварцевом генераторе с АРУ (рис.8):

 

Low_noise_Oscillators_Driscoll.pdf

Кстати, почему в LC генераторах не применяют "внешние" ограничители (в виде диодов, например)? В КГ это достаточно распространенное решение, и оно обычно приводит к улучшению шумов (в чем я на собственном опыте убедился не один раз), в LC-генераторах знаю только схему индуктивной трехточки от Роде, где был применен диод для ограничения амплитуды сигнала в контуре (правда как по мне, то включен он был неудачно, частично шунтируя контур).

Вот, здесь опыт применения ограничивающих диодов в DRO:

 

DRO_with_diodes.pdf

А это моё – ограничение в ЖИГ-сфере:

 

Patent_9819308.pdf

Как по мне, АРУ, диоды и т.д. позволяют из плохого и посредственного генератора сделать вполне приличный. Но не позволяют сделать из приличного очень хороший. В этом-то и проблема. Поэтому я приветствую изыскания Алексея, какими бы сумасбродными они не казались.

 

С синтезами для КВ у радиолюбительской братии полная северная лисичка

А в чем песец проявляется? Сейчас, вроде бы, всё в виде IC можно достать чуть ли не до 20 ГГц… Я не к тому, чтобы кого-то покритиковать, просто интересно, в чем у людей проблемы сейчас.

 

Сергей aka vhk aka sgk на cqham занимается вопросами измерения параметров любительской, в основном, аппаратуры с помощью звуковой карты.

Очень интересно. Vhk, Вы не проведете ликбез для чайников, как все это запустить? Шаг за шагом – такая-то звуковая карта, инсталлируем вот это и т.д. Если что, можно на мой email: [email protected] Буду премного благодарен. $150K за E5052E - это вам не хухты-мухры даже для серьёзной компании.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Шаманъ
Вот, интересная статья о кварцевом генераторе с АРУ (рис.8):

Ну там как бы не АРУ, а два варианта диодного ограничителя. Первый на встречно-параллельных диодах, а второй состоит из иcточника напряжения (эмиттерный повторитель на транзисторе) и диод. Изменяя соотношение резисторов делителя в базе транзистора можно менять порог ограничения.

 

Я когда-то экспериментировал с ней https://electronix.ru/forum/index.php?showt...t&p=1430255 по наводке Виктора (ledum), он как-то на эту схему давал ссылку (там была статья вместе с пояснениями и несколькими ее вариантами, в огромном файле с материалами какой-то конференции). Однако кварцы у меня на 180МГц видимо таки плохие, потому вместо результата опять получился опыт :laughing: , ну и получилась наглядная демонстрация полезности работы усилительного элемента в линейном режиме.

 

А в чем песец проявляется? Сейчас, вроде бы, всё в виде IC можно достать чуть ли не до 20 ГГц… Я не к тому, чтобы кого-то покритиковать, просто интересно, в чем у людей проблемы сейчас.

Если отбросить лень и нежелание что-либо изучать, то я бы выделил:

1. Отсутствие измерительной техники и нежелание ее сделать

2. Некоторые сложности по воплощению идей в железе, связанные с требованием обеспечить не только низкие шумы, но и очень низкие ПСС (обычно менее -90..-110дБн).

 

Также многие ударились в прямую оцифровку на ВЧ, а там такой синтезатор не нужен.

 

Ваш вопрос заставил подумать и вспомнить свой путь до моего нынешнего СЧ. Как по мне, самое главное на этом пути это приобретение знании, потому пользуясь случаем хотелось бы поблагодарить всех участников этой и соседних тем, которые делились своими знаниями, давали подсказки, направления для поиска, делились результатами экспериментов, участвовали в обсуждениях, критиковали, сомневались :), Виктора (ledum) который поделился массой полезной информации и опытом, Алексея (rloc) за плодотворное участие во всех обсуждениях и обмен опытом, Александра (Chenakin) который позволил по другому взглянуть на некоторые схемы синтеза и радикально решить некоторые проблемы с ПСС, тау который высказывался не так часто, но очень точно :), Сергея (Sergey Beltchicov) за предложения и критику, VCO/YIG который часто сомневался в результате, но при этом здорово способствовал поднятию "планки" параметров ;), Dr.Drew за идеи малошумящего КГ из "ширпотреба", и всех кого не упомянул.

 

$150K за E5052E - это вам не хухты-мухры даже для серьёзной компании.

Если интересно, то могу рассказать/показать свой вариант (он тоже на базе ЗК, но используется не прямой замер, а измерение через систему ФАПЧ), а заодно рассказать как можно обойтись бесплатным ПО (официально бесплатным). Частично я этот вопрос уже освещал в этой теме. У меня измерялка сильно отличается от применяемой Сергеем ввиду того, что меня интересует диапазон повыше (до 500МГц, а последнее время и еще выше), карта немного похуже, а измерять хочется шумы поменьше.

 

Но я уже немного вырос из ЗК :), хочу бОльшую полосу - так что придется что-то изобретать, самое простое чтобы посмотреть шумы в дальней зоне - режекторный КФ + LNA + анализатор спектра, ну или систему оцифровки с бОльшей полосой сделать.

 

vhk писал о том, что вроде полевые лучше (на своих страницах, прошу поправить если не так), а я вот думаю биполярные лучше.

Сильно много на эту тему я не экспериментировал, с генераторами на более высоких частотах (около 200МГц), чем у Сергея, биполярные были лучше, думаю причина в том, что имеющиеся полевые просто не тянули по частоте. В ходе экспериментов также заметил, что полевой транзистор намного менее критичен к выбору обратной связи, чем биполярный.

 

Если на 7 МГц так все хорошо, про ГГц страшно подумать. Конкуренты растут.

На ГГц вопросов и нюансов намного больше, а опыта намного меньше, так что там для меня еще не паханная целина :).

 

Кстати по теме LC-генератора, есть одна схема, с двумя контурами, которая со слов авторов обеспечивает скорость спада шума 30дБ/дек, а не 20дБ/дек. Не совсем понятно должна ли такая схемотехника вообще что-то улучшать, но если интересно можно обсудить (математического анализа нигде не встречал, как и результатов моделирования, последнее наверное было бы интересно посмотреть, но у меня подходящего софта, чтобы смоделировать два варианта со вторым контуром и без него нет):

post-39839-1521877613_thumb.png post-39839-1521877619_thumb.png

Share this post


Link to post
Share on other sites

vhk
Очень интересно. Vhk, Вы не проведете ликбез для чайников, как все это запустить? Шаг за шагом – такая-то звуковая карта, инсталлируем вот это и т.д. Если что, можно на мой email: [email protected] Буду премного благодарен. $150K за E5052E - это вам не хухты-мухры даже для серьёзной компании.

Добрый день. Применяю звуковую карту E-MU 1212m PCI V2. Для переноса спектра ВЧ сигналов применяется смеситель с надлежащими характеристиками. Товарищ в Москве применял такую методику измерения фазовых шумов до 9 ГГц. Применяю самодельные смесители на "ключах", по ссылке одна из схем

http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?5...ll=1#post797875

На ВЧ вход смесителя подаётся исследуемый сигнал. Гетеродин как правило кварцевый с частотой +/- 10-50 кГц выше или ниже частоты ВЧ сигнала. НЧ сигнал с выхода смесителя подаётся на вход звуковой карты. В данной модели звуковой карты парафазный вход. Установлена программа спектрального анализа Oscillometr. Это единственная из известных мне программ для звуковых карт где есть функции измерения фазовых и амплитудных шумов измеряемого сигнала. Программа бесплатно работает 15 секунд, чего достаточно для 99 случаев применения. Файлы в архиве прикреплены к сообщению. По ссылке сравнение измерения ФШ одних и тех же генераторов по методике "звуковая карта" и Agilent E5052B.

http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?5...ll=1#post799093

Предельные возможности для данной звуковой карты и методики

http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?5...l=1#post1443396

По применению звуковой карты для измерениям фазовых шумов и IMD3 искажений "много" сообщений в теме "что может звуковая карта".

http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?5...ll=1#post831362

Как любителю мне удобно для настройки генераторов применять методику "звуковая карта", профи приборов за 150 тыс. $ не доступны. Если будут вопросы постараюсь ответить. Во втором файле программа для перезапуска анализатора спектра.

oscillometerxz.rar

Shmelev.rar

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

ledum
А в чем песец проявляется? Сейчас, вроде бы, всё в виде IC можно достать чуть ли не до 20 ГГц… Я не к тому, чтобы кого-то покритиковать, просто интересно, в чем у людей проблемы сейчас.

Последний писк гетеродиностроения Si5351. Зато можно на одном чипе за доллар и ГУН и второй гетеродин слепить

https://nt7s.com/2014/12/si5351a-investigations-part-8/

Это при трактах, которые спокойно дают за 100дБ динамики. Или китайские AD9851 по 3 бакса с Али - дешевле чем в 1000-х партиях с АД. В лучшем случае честные AD9834. Потом - да есть свистелки и пищалки, но зато частота стоит.

ГУН по этой схеме - с двумя контурами установили в AR-7030, но у народа на цкухаме есть сомнения в правильности идеи.

Share this post


Link to post
Share on other sites

тау
ГУН по этой схеме - с двумя контурами установили в AR-7030, но у народа на цкухаме есть сомнения в правильности идеи.

это не два контура, а один, кмк. Индуктивность контура образуется суммой индуктивностей двух отдельных катушек а резонансная емкость образуется последовательным соединением двух переменных конденсаторов. Точка между конденсаторами явно заземлена (видимо конструкция воздушных КПЕ этому способствует). Точка между индуктивностями , не имеющая блокировочного конденсатора, условно (не совсем строго) имеет 0 АС напряжения и весь ток контура. Эквивалентом этой схемы можно считать такую.

post-42757-1521913097_thumb.jpg

для оригинала, по сравнению с одиночным контуром, в 2 раза больше ро и всё. Не?

Но обнаружение некоторых странностей в шумах можно объяснить наличием нестабильного запаса по усилению в петле ПОС в оригинальной схеме. При не совсем идеальном согласовании секций переменных емкостей псевдодифференциальное снятие сигнала ОС с "расчленённого контура" может снижать в какой то точке усиление в петле и улучшать шумы. И срыв генерации может оказаться где-то рядом

Edited by тау

Share this post


Link to post
Share on other sites

Chenakin
Кстати, почему в LC генераторах не применяют "внешние" ограничители (в виде диодов, например)? В КГ это достаточно распространенное решение, и оно обычно приводит к улучшению шумов…

Вот, ещё интересное решение – суммирование резонаторов в разных плоскостях и опять оригинальное ограничение (re: Fig.5 ALC symmetrical limiter):

 

Multi_Crystal_Driscoll_1992.pdf

Как любителю мне удобно для настройки генераторов применять методику "звуковая карта", профи приборов за 150 тыс. $ не доступны. Если будут вопросы постараюсь ответить.

Спасибо, буду разбираться на досуге. Пока один вопрос по самой концепции – это одноканальная система (классический спектроанализатор) или двухканальная с кросс-корреляцией?

 

Если интересно, то могу рассказать/показать свой вариант (он тоже на базе ЗК, но используется не прямой замер, а измерение через систему ФАПЧ), а заодно рассказать как можно обойтись бесплатным ПО (официально бесплатным).

Да, очень интересно.

 

Но я уже немного вырос из ЗК :), хочу бОльшую полосу - так что придется что-то изобретать, самое простое чтобы посмотреть шумы в дальней зоне - режекторный КФ + LNA + анализатор спектра, ну или систему оцифровки с бОльшей полосой сделать.

Вообще, хотелось бы что-то типа такого (концепция):

 

Concept.pdf

Концепция простая – два независимых канала и кросс-корреляционная обработка (стандартная математическая операция). Входной сигнал и его шумы складываются когерентно, а шумы независимых СЧ некогерентно. Т.е. имеем небольшой выигрыш. А далее запускаем накопление (последовательные измерения). В результате собственные шумы СЧ и АЦП будут сильно подавлены (ограничиваются развязкой между каналами и кол-вом корреляций). Собственно, так работают и E5052, и остальные крутые измерители, ничего там такого нет (кроме цены). Может, возьмемся вместе такой прибор сделать для всех из “копеечных” компонентов? С моей колокольни HW-часть выглядит, ну очень просто. Но нужен толковый программист, чтобы набрать всю цифровую обработку, интерфейс и т.д. Было бы интересно запустить такой совместный проект на электрониксе. Найдутся желающие, или каждый сам по себе?

 

На ГГц вопросов и нюансов намного больше, а опыта намного меньше, так что там для меня еще не паханная целина :).

Да всего делов-то короткие 50-омные линии и грамотная (вот это не все понимают!) организация земли. Правда, измериловка очень дорогая...

Edited by Chenakin

Share this post


Link to post
Share on other sites

vhk
Спасибо, буду разбираться на досуге. Пока один вопрос по самой концепции – это одноканальная система (классический спектроанализатор) или двухканальная с кросс-корреляцией?

Спектры фазовых шумов и сигналов по ссылкам ранее - это "классический" одноканальный анализатор спектра. В программе "Осциллометр" есть функция кросскорреляции. В случае кросскорреляции сигнал подаётся на два одинаковых смесителя, гетеродин общий. НЧ сигналы с выхода смесителей подаются на два канала звуковой карты. В результате соотношение сигнал/шум увеличивается на 3-4 дБ. Ранее записывал файл 60 секунд и отправлял товарищу который в Маткаде написал кросс корреляционную обработку, соотношение увеличивалось на 7 дБ. Такая методика -пост обработки мне показалась не удобной.

Концепция простая – два независимых канала и кросс-корреляционная обработка (стандартная математическая операция). Входной сигнал и его шумы складываются когерентно, а шумы независимых СЧ некогерентно. Т.е. имеем небольшой выигрыш. А далее запускаем накопление (последовательные измерения). В результате собственные шумы СЧ и АЦП будут сильно подавлены (ограничиваются развязкой между каналами и кол-вом корреляций). Собственно, так работают и E5052, и остальные крутые измерители, ничего там такого нет (кроме цены).

Личный опыт. Пост обработка в Макаде не "прижилась", когда результаты настройки генератора видны "мгновенно", то это много полезней (личное мнение) чем выигрыш 7 дБ. Для каких то применений, можно два канала звуковой картой часами записывать и отсылать кому либо для обработки, но это редко такая необходимость. Для расширения возможностей, прежде всего большая полоса, приобретал вместе с товарищем два модуля с АЦП LTC2208 16 разрядов, 125 МГц. Соответственно "толкового программиста" написать удобную программу реального времени не нашлось.

Со звуковой картой "концепция" реализовывалась и "разачаровывалась", нужна удобная программа.

Edited by vhk

Share this post


Link to post
Share on other sites

Шаманъ
Концепция простая – два независимых канала и кросс-корреляционная обработка (стандартная математическая операция).

КМК, в зависимости от конечных требований концепция может потребовать изменений. Надо определиться, как минимум, какой интересует диапазон частот, какие хочется параметры по ДД, времени замера, полосы анализа, какие источники сигнала нужно обмерять (для freerunning генераторов могут быть нюансы). Концепт оставляет много нюансов "за кадром", которые могут быть реализованы по-разному.

 

Мне нравится идея реализованная в Microsemi 5125 https://www.microsemi.com/product-directory...ters/4129-5125a . Там насколько я знаю четыре канала АЦП и кросскорреляция, за счет четырех АЦП можно устранить влияние тактового генератора АЦП и связанных с ним цепей, остается шум АЦП который давится кросскорреляцией.

 

Да всего делов-то короткие 50-омные линии и грамотная (вот это не все понимают!) организация земли.

С этим проблем особых нет, но нужно еще знание элементной базы используемой на этих частотах, микрополосковых структур (и где, какие и когда оптимально использовать), ну и просто опыт тоже не помешает...

 

Да, очень интересно.

ОК. Вот структурная схема "измерителя":

post-39839-1521965737_thumb.jpg

 

В качестве Ref генераторов используются VCXO собранные на небуферизированной логике (у меня используется несколько маленьких платок с возможностью оперативно поменять кварцы в них).

Смеситель на ADE-1+ (смеситель ограничивает ДД измерителя сверху, что-то более высокого уровня было бы однозначно лучше), далее следует LNA на AD797 (шум LNA определяет ДД снизу), Ку LNA переключается 20/40дБ:

post-39839-1521965745_thumb.jpg

post-39839-1521965751_thumb.jpg

Интегратор в цепи ФАПЧ собран на TL071, перед интегратором добавлен масштабирующий усилитель, с ним удобнее управлять параметрами ФАПЧ:

post-39839-1521965762_thumb.jpg

Звуковая карта E-MU0202 USB - не рекордсмен по параметрам, но при таком методе измерений можно обойтись достаточно скромной ЗК.

 

Софт. Я использую два варианта:

1. Классический SpectraPLUS (этот софт платный), удобен тем, что позволяет отображать, запоминать и сравнивать несколько графиков. Имеет "особенности" по части отображения спектра, потому при его использовании всегда нужно замерять уровни маркерами. В предыдущем сообщении Вы видели результат полученный на ней.

2. Программа SpectraLAB от DL4YHF ( http://www.qsl.net/dl4yhf/spectra1.html ) Программа бесплатная, позволяет делать почти все то же, что и SpectraPLUS, имеет возможность использовать макросы, что иногда помогает в измерениях (например, при прямом замере бокового шума, без ФАПЧ). Из недостатков можно запомнить/отобразить только один график, менее удобное масштабирование, несколько убогое отображение сетки в логарифмическом масштабе, меньший выбор БПФ окон, зато есть более интересные окна (правда не для этих задач :)).

 

Отмечу один момент - для универсального измерителя обязательно нужен изолирующий усилитель между DUT и "измерителем", но у меня DUT всегда имеет свой буфер с достаточно хорошей развязкой (если развязка будет недостаточная, то произойдет прямой захват частоты и результаты измерения окажутся неправильными).

 

Как это все калибруется:

 

Вначале переключаю LNA (AD797 перед звуковухой) на усиление 20дБ, отключаю ФАПЧ, расстраиваю генераторы чтобы можно было наблюдать биения. Внешними аттенюаторами и регулятором на звуковухе устанавливаю уровни сигналов на входе смесителя так, чтобы амплитуда биений была немного меньше полной шкалы (ПШ) звуковухи.

 

Далее все делается программно - ставлю Flattop окно с небольшим кол-вом точек - 4096:

1. Проверяю, чтобы гармоники были минимум на 30дБ ниже от основного тона, если они выше, то ослабляю входной сигнал аттенюатором.

2. "Сдвигаю" вертикальную шкалу анализатора, чтобы уровень основного тона биений был -34.75дБ в случае измерения разных генераторов/источников сигнала, когда один из сигналов принимается за эталонный (если исследуемый сигнал более, чем на 10дБ шумнее эталонного генератора, то последующая коррекция будет не нужна, если нет, то мы намеряем бОльшие шумы, но можно произвести коррекцию после измерений при необходимости). Если генераторы одинаковые, то в предположении одинаковых шумов, устанавливаем уровень биений -37.75дБ:

post-39839-1521966478_thumb.png

 

Все, переключаю LNA на 40дБ усиления, замыкаю петлю ФАПЧ, переключаю окно Flattop -196дБ/размер БПФ на 65536, жду захвата (захват видно на спектре, но проверить можно мультиметром, измеряя напряжение на выходе LNA, в состоянии захвата оно равно 0, иногда интегратору нужно немного "помочь") и меряю шумы. Вот пример замера того же синтезатора, что и выше но рограммой SpectraLAB :

post-39839-1521966508_thumb.png

 

post-39839-1521966516_thumb.png

 

Кнопочки с результатами замеров (обведенные красным) это демонстрация работы макросов - на каждую кнопку назначен свой макрос, который показывает уровень шума на стандартной отстройке - очень удобная фишка в этой программе.

 

Откуда такие цифры при калибровке:

-8.75дБ это коррекция полосы пропускания БПФ (окно Flattop -196дБ/ 65536точек и 96кГц частота, эквивалентная шумовая полоса 7.49Гц) в пересчете к 1Гц.

-20дБ это разница в Ку малошумящего усилителя при калибровке и измерении (при калибровке усиление устанавливаю на 20дБ ниже).

-6дБ стандартная коррекция для этого метода измерений (выводится из факта, что Kphi будет равен амплитуде сигнала биений, если его форма синусоида, именно из-за последнего момента нужно контролировать уровень гармоник - если гармоники на 30дБ ниже сигнала, то у нас на выходе смесителя будет достаточно "правильная" синусоида, если смеситель перегружен, то синусоиды не будет и калибровка будет не правильная).

Еще -3дБ, если обмеряем одинаковые генераторы.

 

P.S. Знаю, что LNA, как и смеситель далеки от идеальных для данного применения, но с тем, что имеется шумовой пол измерителя находится ниже -165дБн/Гц, что меня вполне устраивает, потому все так, как есть :).

 

В программе "Осциллометр" есть функция кросскорреляции. В случае кросскорреляции сигнал подаётся на два одинаковых смесителя, гетеродин общий. НЧ сигналы с выхода смесителей подаются на два канала звуковой карты. В результате соотношение сигнал/шум увеличивается на 3-4 дБ.

Ох как много нюансов (выделил жирным)... 3дБ получается достаточно легко, если просто сложить два канала ЗК, а вот далее, общий гетеродин не получится вычистить кросскорреляцией (нужно два отдельных, залоченных друг за друга петлей с очень маленькой полосой, или два залоченных за входной сигнал, в таком варианте, как у меня), два канала ЗК думаю тоже имеют нюансы с "продавливанием" шума кросскорреляцией - АЦП на одном кристалле, с общей опорой, с общим клоком (хотя в случае звуковухи влияние клока ничтожно), в итоге много шума будет коррелированого.

Edited by Шаманъ

Share this post


Link to post
Share on other sites

vhk

Взаимное проникновение из канала в канал -120 дБ, по тех. характеристикам. С общим генератором кросс корреляция "улучшала" ДД на 7 дБ с пост обработкой. Хотел применить две разные звуковые карты, но одна из карт версии V1 имеет на 10 дБ большие шумы.

P. S.

Делать два отдельных синтезатора, синхронизировать ФАПЧ и прочее много более сложное чем общий генератор, в обстоятельствах когда нет программы для обработки нет смысла. Личное мнение.

Edited by vhk

Share this post


Link to post
Share on other sites

khach
Последний писк гетеродиностроения Si5351. Зато можно на одном чипе за доллар и ГУН и второй гетеродин слепить

А как можно ( если возможно) Si5351 в режиме free run проверить, чтобы узнать собственные фазовые шумы ее синтезатора? У нее все цепи ОС ФАПЧ внутри спрятаны, даже конденсатор фильтра к земле не притянуть. Травить корпус и резать FIB-ом дорожки на кристалле? Ну и дурацкое ограничение по опорной частоте 27 или 25 МГц только по даташиту, хотя и на других частотах она работает.

 

А теперь практический вопрос- как наиболее правильно привязать кварц Si5351 к опорной частоте 10 МГц? К сожалению поделки на базе Si5351 имеют право на жизнь в сегменте low end синтезаторостроения, а качество и точность кристаллов опорных так себе. Частота 27 мгц широко применяется в цифровом телевидении и есть много VCXO генераторов. Хотелось бы применить опору VCXO с Si5351 и построить простенькую петлю ФАПЧ на внешнюю 10 МГц, возможно используя один из 3 выходов Si5351 в качестве тракта ФАПЧ опорной частоты, например используя фичу clock fanout. Как наиболее просто построить целочисленную петлю 27 и 10 МГц?

Петля с опорой 25 мгц конечно намного проще получается, но VCXO 25 МГц менее распространены.

 

Концепция простая – два независимых канала и кросс-корреляционная обработка (стандартная математическая операция). Входной сигнал и его шумы складываются когерентно, а шумы независимых СЧ некогерентно.

Ну вообще то то эта концепция как раз реализована в измерителях ФШ Holzworth типа того же HA7062C . Но поскольку зеленое земноводное давит, то есть очень хорошее начальное решение у радиолюбителей на базе вот этой самоделки из китайских модулей http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?3...9-%F1-%C0%EB%E8

Существует ее вариант с двумя каналами АЦП ( привет кросскорреляции) и петлю цифровой АПЧ можно замкнуть с помощью ТХ канала, чтобы измерять ФШ "ползущих" по частоте во время измерений источников.

В плане дизайна FPGA немного требует доработки разрядность CORDIC т.к она маловата для целей измерения ФШ, да и АЦП надо менять на большую разрядность. Т. к полоса измерений ФШ для меня достаточна до 1 МГц, то АЦП были заменены на AD7986 ( 18bit 2 Msps) c последовательной шиной. Было желание использовать AD7960 но у него хитрый интерфейс, так с лету на 4 циклоне не заработало. Возможно сейчас следует применять AD4003 или AD4020 - у них шумы и полоса лучше.

Ну и еще надо подумать о софте для обработки и регистрации спектров ФШ. К сожалению софт от SDR приемников в качестве средства измерения ФШ подходит слабо. Было бы неплохо найти что то опенсоурсоное.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Шаманъ

Посмотрел на свои замеры и понял где-то проблема - нашел электролит в БП (который питает LNA и измерительную ФАПЧ), теперь все в порядке (замер СЧ на 7МГц):

post-39839-1521974736_thumb.png

 

Шумовой пол измерителя (без учета шума измерительного VCXO):

post-39839-1521974714_thumb.png

 

Взаимное проникновение из канала в канал -120 дБ, по тех. характеристикам.

Это не то, о чем я говорю, я про взаимную корреляцию шумов двух каналов АЦП звуковой карты.

 

Делать два отдельных синтезатора, синхронизировать ФАПЧ и прочее много более сложное чем общий генератор.

Естественно, весь вопрос, что получаем в результате.

 

Существует ее вариант с двумя каналами АЦП ( привет кросскорреляции) и петлю цифровой АПЧ можно замкнуть с помощью ТХ канала, чтобы измерять ФШ "ползущих" по частоте во время измерений источников.

И...ничего не выйдет без дополнительного железа, ибо на той плате клок у двух АЦП общий, соответственно вся грязь от него будет коррелирована.

 

В плане дизайна FPGA немного требует доработки разрядность CORDIC т.к она маловата для целей измерения ФШ, да и АЦП надо менять на большую разрядность.

В плане дизайна ПЛИС, почти все Гермосоподобное лучше просто выкинуть (разве что то, что касается Ethernet оставить, и то я бы прибор по USB подключил - меньше проблем). Если хочется полностью цифровую измерялку, то смотрите как сделано у Microsemi - потребуются четыре канала АЦП и ПЛИС, АЦП могут быть с общим клоком, притом его качество не сильно влияет на работу всей системы в целом, ах ну и опорный генератор, который может быть внешний.

Edited by Шаманъ

Share this post


Link to post
Share on other sites

khach
И...ничего не выйдет без дополнительного железа, ибо на той плате клок у двух АЦП общий, соответственно вся грязь от него будет коррелирована.

Поставить два опорных генератора никакая религия не запрещает, свободные ножки есть, внутренняя ФАПЧ плис не используется, в приложениях измерения ФШ она зло. Вот как засинхронизировать два генератора чтобы не нарваться на биения разностных частот? Один ведомый и один ведущий со своей ФАПЧ или оба ведомых VCXO c привязкой к 10 мгц?

Дело в том, что с ростом частоты ФД в синтезаторах полосы звуковой карты стало катастрофически не хватать ( полочка ФШ тянется до Мгц), поэтому надо придумывать новую измериловку.

Эзернет все таки лучше оставить, он по сравнению с USB меньше шумит из за гальванической изоляции, если правильно разведен.

Если хочется полностью цифровую измерялку, то смотрите как сделано у Microsemi - потребуются четыре канала АЦП и ПЛИС, АЦП могут быть с общим клоком, притом его качество не сильно влияет на работу всей системы в целом, ах ну и опорный генератор, который может быть внешний.

Имелось ввиду кросскорреляция квадратурных каналов как у родешварца или что то другое?

https://www.rohde-schwarz.com/id/applicatio...279-231872.html

Боюсь что 4 канала по ресурсам в ПЛИС не влезут. Разве что делать по 2 независимых канала на на одной ПЛИС на 2 платах а потом кросс-корреляцию в софте считать в компьютере.

ЗЫ. Вот эту штуку от Berkeley Nucleonics https://www.berkeleynucleonics.com/phase-noise-testers кто-нибудь щупал?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Dr.Drew
Мне нравится идея реализованная в Microsemi 5125 https://www.microsemi.com/product-directory...ters/4129-5125a . Там насколько я знаю четыре канала АЦП и кросскорреляция, за счет четырех АЦП можно устранить влияние тактового генератора АЦП и связанных с ним цепей, остается шум АЦП который давится кросскорреляцией.

Масштаб частоты и фазы задает внешний опорный сигнал, а кросспектральная обработка действует только на собственные шумы приемника. Они там немаленькие. Померить весь спектр MOXO-100 мне не удавалось из-за этой особенности. Прибор лучше подходит для низкочастотных кварцев. Особенно понравилось дикое разрешение по частоте (миллигерцы и меньше), чтобы отследить температурные эффекты и прочую дребедень.

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.