Синтезаторы частот. От концепции к продукту.

[APEHDATOP 0]

ADF41513 частота сравнения в дробном режиме 125МГц FOM=-231 технология SiGe BiCmos (полевики+ биполярники). Соответственно максимальная частота сравнения с ДСМ на ЧФД 125МГц Эта же частота - тактовая частота ДСМ. Низкий FOM можно предположить из-за мене шумящих биполярников. Хочу опору 1 ГГц(например венцель с умножением (но на отстройке 100 Гц потеряем децибел 9 после умножения) или ПАВ опоры бывают) для улучшения(на 10 дБ) ФШ синтезатора, ограниченных ЧФД, соответственно с ЧФД с частотой сравнения 1ГГц (например HMC439 или HMC3716), но они без ДСМ. Вопрос: можно ли в пределах достаточно высоких норм (130, 180 нм допустим SiGe BiCmos) получить тактовую частоту ДСМ 1 ГГц с сохранением низких ФШ? Или же надо уходить на низкие нормы для реализации 1ГГц выхода ДСМ? Не могу понять эту зависимость. Есть ли коммерческие решения с высокой частотой сравнения+ДСМ?

Поможет ли изменение схемотехники (по сравнению с классическим ЧФД three-state на D-триггерах) улучшению ФШ ЧФД, ограничивающих ФШ синтезатора?

В статье https://www.researchgate.net/publication/261394096_Low_power_high_frequency_free_dead_zone_PFD_for_a_PLL_design

говорят что помогает (выкидывают reset, уменьшают количество транзисторов, убирают мертвые зоны) причём сильно, 20-40 дБ!!!

[Losik 0]

16 minutes ago, APEHDATOP said:

ADF41513 частота сравнения в дробном режиме 125МГц FOM=-231 технология SiGe BiCmos (полевики+ биполярники). Соответственно максимальная частота сравнения с ДСМ на ЧФД 125МГц Эта же частота - тактовая частота ДСМ. Низкий FOM можно предположить из-за мене шумящих биполярников. Хочу опору 1 ГГц(например венцель с умножением (но на отстройке 100 Гц потеряем децибел 9 после умножения) или ПАВ опоры бывают) для улучшения(на 10 дБ) ФШ синтезатора, ограниченных ЧФД, соответственно с ЧФД с частотой сравнения 1ГГц (например HMC439 или HMC3716), но они без ДСМ. Вопрос: можно ли в пределах достаточно высоких норм (130, 180 нм допустим SiGe BiCmos) получить тактовую частоту ДСМ 1 ГГц с сохранением низких ФШ? Или же надо уходить на низкие нормы для реализации 1ГГц выхода ДСМ? Не могу понять эту зависимость. Есть ли коммерческие решения с высокой частотой сравнения+ДСМ?

на 130 возможно, но все будет кастомное и в CML. Для примера, LFSR random gen работает на частоте 5GHz в технологии 130HPSIGE(без Ge, на Si).

в 28nm DSM/PFD у нас работает на 2GHz с использованием стандартной cmos логики. 

[rloc 0]

5 минут назад, Losik сказал:

28nm DSM/PFD у нас работает на 2GHz с использованием стандартной cmos логики

Вопрос в порядке DSM. С многоразрядной математикой, обратными связями и порядком не меньше 3-го (лучше 4-ым) с хорошим мешированием, так чтобы спуры дробности были за -90дБн, частота в лучшем случае опустится до 200-400МГц.

[Dr.Drew 0]

Пробовали тут недавно 250 МГц на третьем порядке. ЧФД работал на 500 МГц. Ох и палок было...с уровнем минус 90. IBS сходу победить не смогли - возимся еще.

[khach 0]

Подскажите пожалуйста, в синтезе в качестве перестраиваемой опоры синтезатора хочу применить ФАПЧ-еваый VCXO. Основное назначение- зачистка спуров от ДДС мелкого шага.

Требуемый диапазон перестройки 400-500ppm. Готовых таких VCXO найти не могу. Можно ли вообще построить такой VCXO на одном кристалле или надо смотреть в сторону переключаемых кристаллв или вообще осцилляторы переключать?

 

[Dr.Drew 0]

Я делал 100 ppm на 50 МГц. Дальше выжимать не стал - хватило.

[AFK 0]

Как вариант, VCXO @Dr.Drew можно "закинуть" наверх и переменным делением нарастить недостающие ppm'ы

[khach 0]

22 minutes ago, Dr.Drew said:

Я делал 100 ppm на 50 МГц. Дальше выжимать не стал - хватило.

Если не секрет, какой диапазон напряжений на варикапах был? А то в стационароной аппартауре со 100 ppm тоже особых проблем нет ( кроме подбора кварцев), т.к в наличии источник  12В для управления варикапами, а при попытке все то же самое перенести в низковольтную 3.3 вольтовую носимую версию все рассыпается. А попытки использовать степ-ап перобразователь для варикапов гробят спектр спурами на частоте преобразователя. По какой схеме лучше строить низковольтный VCXO? Может кто подскажет схемы с дифференицальны включением варикапов?

[Dr.Drew 0]

27 В. Палки оченьоченьочень низкие от 1,5 МГц импульсника.

[seven7 0]

On 11/26/2020 at 1:55 PM, khach said:

Подскажите пожалуйста, в синтезе в качестве перестраиваемой опоры синтезатора хочу применить ФАПЧ-еваый VCXO. Основное назначение- зачистка спуров от ДДС мелкого шага.

Требуемый диапазон перестройки 400-500ppm. Готовых таких VCXO найти не могу. Можно ли вообще построить такой VCXO на одном кристалле или надо смотреть в сторону переключаемых кристаллв или вообще осцилляторы переключать?

 

В одном проекте используется CVSS-945-100M. Была возможность рассмотреть его поближе.
Приложил снятую характеристику с этого VCXO на 100МГц, которую нашел у себя.

Как видно из графика его полная перестройка около 150ppm.
Получили они это за счет двух факторов.
1) Схема.

https://bgaudioclub.org/uploads/docs/Crystal_Oscillator_Circuits_Krieger_Matthys.pdf

Смотрим на таблицу 8,1 на странице 102. Тут важно качественная зависимость изменение какой емкости ведет к большему изменению частоты.
В схеме CVSS-945-100M была выбрана схема на szu04 с хорошей чувствительностью: Series resonant элемент А.
2) Параметры кварца. Измеренные мною параметры используемого ими кварца на третьей гармонике:

L~2279 uH

C~0.001112 pF

R~ 11 Om

C0~3.8 pF
Т.е. в их кварце довольно низкая эквивалентная L. Это даёт большую чувствительность. Для сохранения добротность довольно маленькая R.
Какой варикап они использовали я не знаю. Из интереса я сейчас очень грубо на калькуляторе посчитал, что для их перестройки 150 ppm варикап должен перестраиваться 3-20 pF, что похоже на правду.
Соответственно если варикап будет 1,5-17 pF (SMV1248) то получится около 300 ppm. По калькулятору варикап 0,7-7 pF дал бы перестройку более 400 ppm. Но я почти уверен что там возникли бы проблемы с возбуждением при малых емкостях.

Есть еще другие практические нюансы.
Из главных при перестройки 150 ppm производитель гарантирует перестройку плюс/минус 25 ppm. Т.е. большую часть перестройки нивелируется температурной нестабильностью. Тут либо мирится с этим либо термостатировать.
П.С. Была мысль промоделировать это дело, но модель szu04 в HSPICE, а с HSPICE обходиться не умею.

[khach 0]

В моем случае желательна перестройка более 240 ppm, иначе диапазон 12 битного дробного синтеза не перекрыть без существенных усложнений схемы.  А что за схема SuperVXO c параллельным включением двух одинаковых кварцевых резонаторов?

http://yb0ah.tripod.com/homebrew/project/semicon/supervxo.html

Там какие то дикие PPM диапазона перестройки получают. Еще бы понять как у этой схемы с фазовыми шумами обстоят дела и по какому критерию выбирать кварцевые резонаторы.

[rloc 0]

23 часа назад, seven7 сказал:

R~ 11 Om

Для 3-ей гармоники на 100МГц очень низкое сопротивление. Под большим вопросом точность измерения эквивалентных параметров.

 

23 часа назад, seven7 сказал:

В схеме CVSS-945-100M была выбрана схема на szu04 с хорошей чувствительностью

Немного странный выбор для 100Мгц, усиление падает, svu04 более предпочтительно. У Вас случайно не сохранились осциллограммы непосредственно с выхода инвертора? Сильно ли он в ограничении работает?

 

23 часа назад, seven7 сказал:

Т.е. в их кварце довольно низкая эквивалентная L. Это даёт большую чувствительность. Для сохранения добротность довольно маленькая R.

Есть ли в схеме индуктивность последовательно с резонатором?

 

23 часа назад, seven7 сказал:

Была мысль промоделировать это дело, но модель szu04 в HSPICE, а с HSPICE обходиться не умею.

В MWO до 14 версии включительно есть родной HSPICE от Synopsys, точность оставляет желать лучшего, но работать можно, и только во временной области. Могу немного подсобить. Вот пример эквивалентного параллельного сопротивления для svu04 (синяя кривая):

[rloc 0]

8 часов назад, khach сказал:

Еще бы понять как у этой схемы с фазовыми шумами обстоят дела и по какому критерию выбирать кварцевые резонаторы.

Предположу, резонаторы со смещением по частоте резонанса, как в дифференциальных кварцевых фильтрах, даже если автор не подразумевал этого. Я бы включил через балун, для взаимной компенсации емкости электродов. Деградация фазовых шумов при расширении полосы неизбежна, ГВЗ падает.

[Dr.Drew 0]

13 часов назад, rloc сказал:

Для 3-ей гармоники на 100МГц очень низкое сопротивление. Под большим вопросом точность измерения эквивалентных параметров.

А третья ли?

[rloc 0]

Как с CCHD-950 и аналогичными Abracon, но может быть и 5-я.