Jump to content

    
Green_Smoke

Синтезаторы частот. От концепции к продукту.

Recommended Posts

7 hours ago, тау said:

Можно , во вложении смотрите.  Картинки для ФХ недавно вспоминавшейся ситуации, где R=C=3  Q=16.   Длительности импульсов переброса RS триггеров 0,1% от периода Fc и Fr  , 10% от периода и 20%.

 

 R3_C3 dF_500Hz ФХ2019 разные dT входов RS.rar

 

Замечательные картинки! Как понимаю это для случая 16/3. А можно показать для отношения 32/3?  И при каком типе детектора можно избежать такого безобразия? В ЧФД с накачкой тоже подобное происходит?

Share this post


Link to post
Share on other sites
В 12.12.2019 в 16:13, Vitaly_K сказал:

Видимо, я недостаточно чётко представляю работу LUT. Казалось бы, она в постоянном действии, к ней обращаются на каждом такте (гигагерцы!), чтобы снять её значения и передать их на ЦАП, что невозможно без значительного потребления. В чём моя ошибка?

Таблица не много потребляет, в этом согласен с тау. Приблизительный расчет динамического потребления чаще основывается на количестве ячеек, одновременно переключающихся их "0" в "1" и обратно на основной частоте, а таких для памяти, тем более в режиме чтения, крайне мало, вне зависимости от размера. Потребление цифровых генераторов sin/cos, иначе NCO (Numerical Control Oscillator), больше связано с алгоритмами аппроксимации, например по Тейлору, чтобы не хранить огромные таблицы. Так, чтобы получить динамику в цифре около 120дБ по ПСС, достаточно грубо таблицы 512x36 слов и два умножителя 25x18 (суммирование опускаю). Получить что-либо проще со сравнимой динамикой и потреблением крайне сложно, о чем свидетельствует отсутствие заинтересованности в научных статьях последнего времени. На практике потребление приблизительно можно оценить на примере AD9142:

image.thumb.png.9dbd79191b62da2f056a7dce5693c325.png

NCO = аккумулятор фазы + таблица sin/cos + аппроксимация по Тейлору. Последнее слагаемое, полагаю, вносит наибольший вклад. Много? Если бы не было ничего другого: интерполирующих фильтров, Inverse Sinc, интерфейса передачи данных (сейчас - JESD204b), PLL, тогда можно было бы задуматься. Но, современные тенденции таковы, к цифровой обработке постепенно добавляется много новых "плюшек", потребление NCO теряется на их фоне.

 

В 13.12.2019 в 12:58, APEHDATOP сказал:

Уважаемые коллеги и всё-таки у какого генератора самые маленькие фазовые шумы (к примеру опорного сигнала 100МГц на отстройке 100Гц)? Ничего лучше OCXO MV317 (От мориона из сан-хосе. Они же ведь родственники с нашим питерским морионом?) найти не получается :cray: минус 140дБн . Ну или хотя бы 10МГц с учётом 20logN. pascall, vectron и др. у всех хуже

Может быть и было обсуждение этого вопроса, но внимательно пролистать 230 стр. - занятие не из простых

Не понятно к чему вопрос, допустим у MV336 ULN -157dBc/Hz@100Гц, умножим до 100МГц, получим в лучшем случае -137dBc/Hz. Не вижу существенного выигрыша. Вместо MV317, как правильно заметили, подойдет ГК317, даже если в таблице нет нужной группы по шумам.

 

В 19.12.2019 в 20:20, APEHDATOP сказал:

Почему вносимые(добавленные) фазовые шумы указываются на 100МГц (на отстройке 100Гц), при том что splitter работает от 1.2ГГц???

В 19.12.2019 в 20:20, APEHDATOP сказал:

Неужели делитель/сумматор так ухудшает фазовые шумы? Или это первый усилитель в splitter chain???

Лучше задать вопросы производителю.

Share this post


Link to post
Share on other sites
В 22.12.2019 в 19:59, Vitaly_K сказал:

А можно показать для отношения 32/3?

R3_C3_Q32 dF-500Hz ФХ2019.rar

В 22.12.2019 в 19:59, Vitaly_K сказал:

И при каком типе детектора можно избежать такого безобразия?

не знаю

В 22.12.2019 в 19:59, Vitaly_K сказал:

В ЧФД с накачкой тоже подобное происходит?

в одиночном ЧФД не так ярко выражено.  более монотонная нелинейность.

Share this post


Link to post
Share on other sites
11 hours ago, rloc said:

Не понятно к чему вопрос

Вопрос к тому что нужна опора со сверхнизкими шумами в ближней зоне (100 Гц). У morion-овского 100МГц-ового MV317 - минус 140дБн на 100Гц. Это наилучший показатель, который удалось найти.

11 hours ago, rloc said:

допустим у MV336 ULN -157dBc/Hz@100Гц, умножим до 100МГц, получим в лучшем случае -137dBc/Hz

Зачем это делать если у MV317 - минус 140 ???:bye: или у ГК317 - минус 137 без умножения

Вообщем интересует абсолютный минимум фазовых шумов 100МГц генератора на отстройке 100Гц

11 hours ago, rloc said:

Лучше задать вопросы производителю.

Так они и ответили :diablo:

Share this post


Link to post
Share on other sites
10 hours ago, rloc said:

Таблица не много потребляет, в этом согласен с тау. Приблизительный расчет динамического потребления чаще основывается на количестве ячеек, одновременно переключающихся их "0" в "1" и обратно на основной частоте, а таких для памяти, тем более в режиме чтения, крайне мало, вне зависимости от размера. Потребление цифровых генераторов sin/cos, иначе NCO (Numerical Control Oscillator), больше связано с алгоритмами аппроксимации, например по Тейлору, чтобы не хранить огромные таблицы. Так, чтобы получить динамику в цифре около 120дБ по ПСС, достаточно грубо таблицы 512x36 слов и два умножителя 25x18 (суммирование опускаю). Получить что-либо проще со сравнимой динамикой и потреблением крайне сложно, о чем свидетельствует отсутствие заинтересованности в научных статьях последнего времени. На практике потребление приблизительно можно оценить на примере AD9142:

image.thumb.png.9dbd79191b62da2f056a7dce5693c325.png

 

Из приведенных данных не следует вывод о малом потреблении LUT. Приведенная таблица лишь показывает большое потребление NCO (половина и более потребления DDS в целом). Вопрос о потреблении самой таблицы LUT остаётся открытым.

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 часа назад, APEHDATOP сказал:

Вообщем интересует абсолютный минимум фазовых шумов 100МГц генератора на отстройке 100Гц

Это конечно не мое дело, зачем Вам -140 на 100 Гц,  но хотя бы прислушайтесь к такому доводу. Очень сложно реализовать систему  чтобы что нибудь иное , помимо ОСХО,  не испортило  шум на такой отстройке.  Вы уверены в том что ОСХО у вас самое слабое место по шумам?

Было дело , закупили Паскалей штук несколько , потом оказалось - зря купили. Хотели " как лучше"  ну а дальше Вы наверное знаете...

https://www.pascall.co.uk/content/S635144040796327285/pascall OCXOoct11.pdf

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
10 hours ago, тау said:

R3_C3_Q32 dF-500Hz ФХ2019.rar

не знаю

в одиночном ЧФД не так ярко выражено.  более монотонная нелинейность.

Спасибо. Видно, что при отношении 32/3 PDS работоспособен даже при 20-процентном искажении тактовых импульсов. Ещё бы получить картинки для ФД типа исключающего ИЛИ. При этом отношение взять 16/3, а частоты тактовых импульсов для детекторов поделить в 2 раза, чтобы получить меандры, необходимые для работы этих детекторов. Можете такое сделать?

Share this post


Link to post
Share on other sites
39 minutes ago, µ₀N² said:

Вы уверены в том что ОСХО у вас самое слабое место по шумам?

Да нет конечно же, не уверен.:boredom:

Должно же быть понимание эталона, иначе какой смысл в достижении таких характеристик, как у MV317

Да и ADIsimPLL говорит что при изменении опоры со 140дБн на 130дБн в икс-бэнде результирующие ФШ петли ухудшатся на 8 дБ , на отстройке 100Гц :cray:

В связи с этим очень бы хотелось математику ADIsimPLL (нашёл несколько маткадовских файлов, и pdf-файлов с листингом маткада, но из-за незнания синтаксиса маткада или ошибок в готовых файлах .mcd - сложно проверить)

Share this post


Link to post
Share on other sites

а так - всё просто

http://iairas.ru/mag/2012/full1/Art3.pdf

1 hour ago, µ₀N² said:

т.е. это получается, что реально измеренные (-144) лучше чем табличные (-137) ? :good3:

Share this post


Link to post
Share on other sites
9 hours ago, APEHDATOP said:

Вопрос к тому что нужна опора со сверхнизкими шумами в ближней зоне (100 Гц). У morion-овского 100МГц-ового MV317 - минус 140дБн на 100Гц. Это наилучший показатель, который удалось найти.

 

Шумы ниже -140 дБн/Гц при отстройке 100 Гц зависят, в основном, от используемого резонатора и достигаются отбором лучших резонаторов из партии. Из нашего субъективного опыта: из партии в 30 резонаторов обозначенные шумы -140@100Гц могут продемонстрировать от силы 5-6. Поэтому даже для самых лучших резонаторов производители редко решаются нормировать что-то ниже, чем -137...-135. В своих спектроанализаторах мы используем резонаторы Magic Crystal, также закупили на пробу партию морионовских резонаторов, но пока не знаю, что они покажут.

Обычно у кварцевых соток (даже самых малошумящих) не самая лучшая температурная и долговоременная стабильность частоты, а также они проигрывают по шумам хорошим генераторам на 10 МГц на отстройках 10 Гц и ниже. Поэтому обычно в системе желательно (или обязательно) иметь привязку к 10 МГц. Следовательно, сотку обычно фапчуют от десятки. Ширина петли будет зависеть от пересечения шумовых кривых обоих генераторов. Но обычно она находится в диапазоне отстроек от 20 Гц до 200 Гц. Даже при узкой петле может иметь место некоторая деградация шумов сотки на отстройке 100 Гц (см. приложенную картинку, где показана сотка free-run vs. сотка с ФАПЧ - наш опорник в анализаторе). 

Что касается подъема сотки в C или Х диапазон в прямом или оффсетном косвенном синтезе, то на отстройке 100 Гц надо сильно постараться, чтобы проиграть шумы (пмсм). То есть, если удалось получить -140дБн/Гц@100Гц@100МГц, то эти шумы при умножении растут строго по закону 20lgN и превращаются в -100 дБн/Гц@100Гц@10ГГц без каких-либо ухищрений. Вот шумы ниже -175дБн/Гц@10кГц@100МГц поднимать несколько сложнее, но тоже вполне реально.   

REF_OCXO_100MHz_free-run_vs_locked_modified_.PNG

Edited by Sergey Beltchicov

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 hours ago, Sergey Beltchicov said:

Что касается подъема сотки в C или Х диапазон, то на отстройке 100 Гц надо сильно постараться, чтобы проиграть шумы (пмсм). То есть, если удалось получить -140дБн/Гц@100Гц@100МГц, то эти шумы при умножении растут строго по закону 20lgN и превращаются в -100 дБн/Гц@100Гц@10ГГц без каких-либо ухищрений.

то есть поверх 20lgN ничто ничего не добавляет? (Имеется ввиду добавленные ФШ:ЧФД, LF (узкого), делителя и гуна). Или всё-таки есть какая-то добавка, приводящая к ухудшению ФШ??? что с сотки в C, X, Ku то и с десятки в 100-ку, гиг, и последующие

Share this post


Link to post
Share on other sites
8 minutes ago, APEHDATOP said:

то есть поверх 20lgN ничто ничего не добавляет? (Имеется ввиду добавленные ФШ:ЧФД, LF (узкого), делителя и гуна). Или всё-таки есть какая-то добавка, приводящая к ухудшению ФШ??? что с сотки в C, X, Ku то и с десятки в 100-ку, гиг, и последующие

Мы работаем либо с прямым синтезом, либо с косвенными оффсетными схемами с малошумящими ЧФД (типа HMC3716). В этих случаях деградации шума на отстройке 100 Гц я никогда не видел (в качестве примера прилагаю картинку). Если же Вы хотите запользовать косвенный синтез с делением в петле на базе интегральной микросхемы синтеза, Вам нужно смотреть шумовые параметры этой микросхемы по даташиту. А еще лучше их предварительно протестировать с опорником, который эти -140дБн/Гц@100Гц имеет. Правда, обычно если уж берут дорогой малошумящий опорник, стараются его запрячь либо в прямой синтез, либо в оффсетную структуру.

KFSM_n05_4000MHz_phase_noise_01.png

Share this post


Link to post
Share on other sites
38 minutes ago, Sergey Beltchicov said:

Мы работаем либо с прямым синтезом, либо с косвенными оффсетными схемами с малошумящими ЧФД (типа HMC3716)

Спасибо, понял Вас, но тем не менее, при изменении ФШ ЧФД и других компонентов, вижу изменение total фэйз нойз. (удалось побороть маткад). Поэтому и задавал вопрос что произойдёт с ФШ не только при 20logN, но и при изменении ФШ дискретных составляющих(PFD, LF, VCO, DIV) интегрального ФАПЧ. К сожалению в ADISimPLL изменить ФШ ЧФД, входящего в состав Chip не представляется возможным :( Изменение происходит в соответствии с математикой, прописанной в файле .mcd

 

55 minutes ago, Sergey Beltchicov said:

протестировать с опорником

для того чтобы протестировать - должен вначале промоделировать и понимать что ожидать

в итоге удалось понять что поверх 20logN добавятся 10log(Фref+Фpfd+Фlf+Фvco)

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 hours ago, Sergey Beltchicov said:

Поэтому обычно в системе желательно (или обязательно) иметь привязку к 10 МГц. Следовательно, сотку обычно фапчуют от десятки.

А чем лучше вязать? Собирать на рассыпухе или применять что то типа HMC1031? Только у HMC1031 набор делителей ограничен, а иногда хочется привязать не  100, а  125 или 128 Мгц  опору например. А ADF4002 шумновата по современным меркам.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, APEHDATOP said:

для того чтобы протестировать - должен вначале промоделировать и понимать что ожидать

в итоге удалось понять что поверх 20logN добавятся 10log(Фref+Фpfd+Фlf+Фvco)

Двумя последними слагаемыми при ширине петли 50-100кГц (пмсм) можно пренебречь. Не стоит пренебрегать шумами делителя. В упрощенном виде можно считать, что 20lgN добавятся к 10lg (Фpfd + Фdiv+Фref). На примере целочисленного HMC698 мы видим, что сумма шумов делителя и фазового детектора на отстройке 100 Гц будет в лучшем случае около -145дБн/Гц. Опора с шумом в -140дБн/Гц в этом случае в сумме даст цифру порядка -138,8дБн/Гц (к которой будет добавляться 20lgN). Если ЧФД и делитель хуже (используется дробный), петлевой шум будет выше. Поэтому в однопетлевом синтезе на сверхмалошумящую опору закладываться не слишком целесообразно. А в офсетном и прямом данная отстройка проблем не вызывает.

Edited by Sergey Beltchicov

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.