[VCO 0]

Лучше не делать резких шагов, кто его знает, как оно там. Вам также удачи, и, надеюсь, ещё не последний раз здесь.

Oo))) Александр, пока я торчал в своей конторке, Вы уже пару сменили, причём, вполне успешно.

[Chenakin 12]

По поводу шахмат. Заметил, что мы очень мало внимания уделяем схемотехнике, больше полагаемся на готовые кубики. Может разбавим нашу тему "забавной схемотехникой"? Какими-нибудь совсем простыми задачками, доступными и понятными всем. Обязательно простыми, потому что только так работает.

Хорошая идея, только будет ли кто-то делиться схемами?

 

Например, возьмем избитую тему малошумящих LDO…

Поддержу начинание. Помимо шумов нужно ещё подавлять помехи по питанию (например, от импульсных источников). Здесь может хорошо работать такая схема:

 

BP.pdf

Операционник выбирают исходя из малых шумов и хорошего подавления помех питания в широкой полосе - например, тот же OPA211. Транзистор – лучше составной типа NZT660A. Напряжение берется с опорного источника, дополнительно фильтруется, а дальше уже все делает операционник. Думаю, все остальное достаточно прозрачно.

[rloc 41]

Хорошая идея, только будет ли кто-то делиться схемами?

Кто много вопросов задает, тот и первый.

 

Помимо шумов нужно ещё подавлять помехи по питанию (например, от импульсных источников).

Безусловно важный параметр, поэтому внес коррективы в схему на BJT с добавлением одного транзистора и увеличением КУ, а следовательно и повышением режекции пульсаций питания. По сравнению с классическим Видларом, резистор R4 позволяет регулировать выходное напряжение в больших пределах, при одновременной небольшой коррекции R2 для сохранения термостабильности.

 

 

Очевидными плюсами такой схемы являются:

1. Хорошая режекция пульсаций питания, при том что в схеме нет фильтрующих звеньев (впрочем никто не мешает добавить, и такие варианты возможны, чтобы отмести всякие сомнения).

2. Возможность применения малошумящих транзисторов с большой площадью кристалла (относительно ИМС) и низким фликкером, с фильтрацией которого всегда много проблем. Особенно актуально для ГК диапазона 10 МГц.

3. Выбор рабочих точек транзисторов, чтобы меньше тепловых шумов резисторов трансформировалось на выход LDO. Во многих случаях можно обойтись без больших фильтрующих конденсаторов.

4. Низкая цена.

 

Красиво?

 

Операционник выбирают исходя из малых шумов и хорошего подавления помех питания в широкой полосе - например, тот же OPA211. Транзистор – лучше составной типа NZT660A. Напряжение берется с опорного источника, дополнительно фильтруется, а дальше уже все делает операционник. Думаю, все остальное достаточно прозрачно.

Действительно хорошая схема. Вопрос в цене, хороший операционник и ИОН обойдутся недешево. И от фликкера на низких частотах не избавиться, обычно ИОНы сильно шумят, никак не достучаться до производителей, чтобы они бандгап делали по площади таким же, как выходной транзистор.

 

P.S. Как-то мне задали вопрос: могут ли DC-DC источники быть с низкими шумами? Что вы думаете?

[VCO 0]

Александр Ченакин, я был очень рад общению с Вами. Вы точно на своём месте, я - точно не на своём.

Спасибо за моральную поддержку, но она неуместна в данном случае.

Бывает так, что хороший совет хуже плохого...

[Chenakin 12]

Действительно хорошая схема. Вопрос в цене

Ну, тогда можно и так:

P.S. Как-то мне задали вопрос: могут ли DC-DC источники быть с низкими шумами? Что вы думаете?

Спуры всё равно придется фильтровать.

 

Бывает так, что хороший совет хуже плохого...

Бывает и так. Из далекого далека трудно судить. Удачи!

 

 

[khach 31]

Ну, тогда можно и так:

Александр, подскажите пожалуйста, как правильно промерить спектр подавления помех такими фильтрами. Понятно, что делается инжекция сигнала со стороны нефильтрованного питания, а измеряется сигнал после фильтра. Но вся проблема в том, что эти обе цепи совсем не 50 омные. И то, что прекрасно фильтрует тестовый сигнал с 50 омного источника, в реале пропускает помехи, которые вылазят потом в виде спуров.

Как должна выглядить "по уму" измерительная цепь?

 

[rloc 41]

Ну, тогда можно и так:

Да, наверное одна из самых популярных схем активной фильтрации. С одним транзистором при больших токах режекция может быть недостаточной, из-за падения h21, а с двумя - вполне достаточной в большинстве случаев.

 

Спуры всё равно придется фильтровать.

Частота преобразования DC-DC неуклонно растет, в ближайшем будущем ожидается повышение частоты 5->10->20 МГц. Пассивная фильтрация упрощается. Вопрос с диапазоном частот 10 Гц - 100 кГц, шумит ли DC-DC в этом интервале? Или LDO следом обязателен?

Подчеркну, вопрос интересен и тем, что за ним сразу следует вопрос об импульсном управлении катушкой ЖИГ. Не могу сказать, что мне известен точный ответ, поэтому важно услышать мнение всех, кто читает эту ветку.

[khach 31]

Подчеркну, вопрос интересен и тем, что за ним сразу следует вопрос об импульсном управлении катушкой ЖИГ.

В смысле импульсном ? Если имеется ввиду банальный ШИМ, то получится ерунда, спуры стоят как лес, ЧМ катушка не успевает отрабатывать. Виновата собственная емкость катушки. Если же это использование импульсного преобразователя для питания низкоиндуктивной обмотки ЖИГ, возможно однослойной намотанной лентой- это возможно, но все-таки желателен линейный пост-регулятор ( транзистор) , хотя бы с падением в пару вольт на нем. Для конкретно ЖИГ генераторов это не проверялось, а вот быстроперестраиваемые ЖИГ фильтры с низкоиндуктивной обмоткой встречались.

Хотя вот посмотрел- есть такая интересная серия генераторов у гигатроникса FTO http://www.gigatronics.com/product/c/Model...-GHz-to-7.0-GHz c нормированной частотной полосой катушек.

 

 

 

[Chenakin 12]

Александр, подскажите пожалуйста, как правильно промерить спектр подавления помех такими фильтрами.

Я так понимаю, Вы хотите померять PSRR (Power Supply Ripple Rejection) в зависимости от частоты (это не 50-омная среда)? Можете посмотреть детали у TI:

 

PSRR_Measurement_Simplified.pdf

А вообще, помехи цепей питания проявляются в синтезаторных спурах опосредованно, в том плане, что они должны ещё промодулировать управляющий вход ГУН или фазовый детектор и т.п. Т.е. эта проблема комплексная (и решение, соответственно).

 

Подчеркну, вопрос интересен и тем, что за ним сразу следует вопрос об импульсном управлении катушкой ЖИГ.

Как Вы собираетесь это делать? Кстати, была когда-то идея импульсного управления не путем переключения напряжения/тока, а переключением кол-ва витков катушки (при фиксированном токе). При этом обмотка разбивается на несколько частей с кол-вом витков N, N/2, N/4 и т.д., а финальная подстройка происходит уже в ЧМ (или в самой малой основной) катушке, где индуктивность не столь велика. По идее, таким образом можно попробовать убыстрить ЖИГ. Из недостатков – снижение эффективности (повышенное энергопотребление) на нижнем краю диапазона.

Изменено 22 сентября, 2017 пользователем Chenakin

[khach 31]

Я так понимаю, Вы хотите померять PSRR (Power Supply Ripple Rejection) в зависимости от частоты (это не 50-омная среда)? Можете посмотреть детали у TI:

 

PSRR_Measurement_Simplified.pdf

А вообще, помехи цепей питания проявляются в синтезаторных спурах опосредованно, в том плане, что они должны ещё промодулировать управляющий вход ГУН или фазовый детектор и т.п. Т.е. эта проблема комплексная (и решение, соответственно).

Да, спасибо, это то что надо. Как то не смотрел в сторону активных инжекторов сигнала помех (ripple injector) использовал или стандартные bias-t 50-омные, или трансформаторы тока, но они заваливали полосу измерений до сотен кгц, а хотелось промерить подавление PSRR хотя бы до частоты ФД в петле. А в современных схемах это десятки а то и сотни МГц.

Механизм появления спуров при плохом PSRR для меня не ясен, например недавно ремонтировал анализатор спектра одной известной японской фирмы, петлю ФАПЧ 2 гетеродина (DRO). На спектре сигнала были фантомные сигналы -70 dBc на расстоянии частоты помехи от основного тона. Помеха проходила по питанию прескалера 400 мгц. При этом сигнал питания укладывался в норму по даташиту.

 

По поводу энергоэффективного управления ЖИГ. Когда-то встречал статью о применении управляемого магнитного шунта для изменения поля, которое "видит" сфера. Т,е источник поля- или постоянный магнит, или обычная катушка, а магнитный шунт замыкает часть линий поля в обход зазора со сферой. В те времена идея не пошла, т.к магнитный шунт нелинеен, и терялась линейная зависимость частоты от тока- основное достоинство ЖИГов в старые времена. Но с применением ФАПЧ и в синтезаторах проблема исчезает. А на управление магнитным шунтом ( насышающейся ферритовой вставкой) требуется гораздо меньше энергии, чем на запитку обмотки ЖИГа.

Про вариант с механической системой управления магнитным полем у PMYTO я тут уже писал. Микродвигатель от системы зума фотообектива двигал керн с постоянным магнитом и перестраивал ЖИГ. Потребление упало настолько, что можно было питать синтезатор от USB. Конечно медленно, время перестройки по диапазону сотни миллисекунд, но для ГСС подходит. Только желательно добавить датчик холла в районе ЖИГ сферы и от него завсети обратную связь на сервосистему микродвигателя- намного облегчает начальный запуск такого ЖИГа.

[rloc 41]

Как Вы собираетесь это делать? Кстати, была когда-то идея импульсного управления не путем переключения напряжения/тока, а переключением кол-ва витков катушки (при фиксированном токе). При этом обмотка разбивается на несколько частей с кол-вом витков N, N/2, N/4 и т.д., а финальная подстройка происходит уже в ЧМ (или в самой малой основной) катушке, где индуктивность не столь велика. По идее, таким образом можно попробовать убыстрить ЖИГ. Из недостатков – снижение эффективности (повышенное энергопотребление) на нижнем краю диапазона.

В первой итерации хорошо понизить энергозатраты на управление. По схеме ниже - одновременно открываются либо Q1/Q4, либо Q2/Q3. В зависимости от скважности, ток от L1 передается в L2 (YIG), либо рекуперируется обратно в V1. Обратная связь - по току L2 (YIG).

 

 

Вопрос с диапазоном частот 10 Гц - 100 кГц, шумит ли DC-DC в этом интервале?

Шумит, прилично. И причина на мой взгляд - устоявшееся представление о шумности DC-DC преобразователей, влекущее за собой игнорирование производителями сопутствующих вопросов. С другой стороны, никто не мешает сделать свой преобразователь.

[khach 31]

По схеме ниже - одновременно открываются либо Q1/Q4, либо Q2/Q3.

Ну так это обычный buck-boost c синхронным выпрямителем получается- есть готовые микросхемы типа LTC3115. Только надо ЖИГ ( и перобразователь) защитить параллельным диодом от самоиндукции при неожиданном выключении преобразователя. И желательно снизу ЖИГа поставить обычный линейный регулятор с минимальным падением напряжения на транзисторе. Делали такую схемы при наличии только низковольтного питания, а ЖИГу требовалось 10-15 В для быстрой перестройки.

[rloc 41]

есть готовые микросхемы типа LTC3115

Ожидал вопрос ) По шумам подойдет? Поставили бы подобную микросхему в ЧФД в малошумящем синтезаторе? А по сути схожие принципы построения, с обратной связью.

 

Только надо ЖИГ ( и перобразователь) защитить параллельным диодом

Согласен. Пока стараюсь донести саму концепцию.

 

ЖИГу требовалось 10-15 В для быстрой перестройки.

Не очень она и быстрая. Пока вижу единицы-десятки мс. Вопрос скорости интересен, в импульсном режиме управление можно поднять вольт до 100-200. Более-менее понятно с набором тока, сложнее со сбросом: чтобы быстро сбросить, надо дать индуктивности поменять полярность (самоиндукция), в пределе до минус 100-200 вольт, но тогда и магнитное поле поменяет направление. Если честно, не знаю что будет в этом случае, на какую частоту перескочит ЖИГ?

 

Со скоростью вообще интересно. Для моих задач порог быстро/не быстро лежал где-то около 10 мкс, поэтому долго не мог понять почему QS быстрый, пока не столкнулся с ЖИГом.

[VCO 0]

Со скоростью вообще интересно. Для моих задач порог быстро/не быстро лежал где-то около 10 мкс, поэтому долго не мог понять почему QS быстрый, пока не столкнулся с ЖИГом.

У ЖИГа есть такая дрянь, как термодрейф, дрейф во времени, гистерезис и т.д.

Это сказывается не только в ЖИГ-генераторах, но и в моих любимых ЖИГ-фильтрах.

В отличие от ЖИГ-генератора, ЖИГ-фильтр живёт своей жизнью и не повторяется

[khach 31]

Ожидал вопрос ) По шумам подойдет? Поставили бы подобную микросхему в ЧФД в малошумящем синтезаторе? А по сути схожие принципы построения, с обратной связью.

Поставил бы куда? Питать микросхемы синтезатора, где можно наловить спуры по питанию- нет, по крайне мере без нгавороченного пассивного фильтра а после него LDO стаба.

Питать обмоку ЖИГ, которому глубоко наплевать на помехи в виде иголок в связи с отсутствием какой- либо емкостной связи с СВЧ цепями- поставить можно. Но при прямом питании обмотки ЖИГа с импульсника ЧМ обмотка просто надрывается, пытаясь выровнять пульсации тока. Поэтому и рекомендую пост-регулятор тока.

 

Не очень она и быстрая. Пока вижу единицы-десятки мс.

Дык быстрее и не надо было. Там вообще было хитрое управление импульсником- в режиме постоянной частоты импульсник следил за напряжением на пост-регуляторе и держал такое напряжение, чтобы на регуляторе падало 0.8В ( mosfet там был, для биполяра надо больше)

А в режиме свипа в зависимости от потребной крутизны свипа процессор выставлял ЦАПом необходимое напряжение в зависимости от индуктивности обмотки примененного ЖИГа.

Вопрос скорости интересен, в импульсном режиме управление можно поднять вольт до 100-200.

Пробьет обмотку. Хотя когда-то мотали ПЭЛШО чтобы не пробивало. Но там и других граблей хватает - собственную емкость обмотки надо учитывать, там игла тока пойдет через собственную емкость обмотки немалая в начале свипа. Отставание частоты из за вихревых токов в сердечнике и его нагрев ими же. Что то я не встречал магнитной системы ЖИГа из тонких пластин или витого пермаллоя.

По поводу быстроты- тут надо отличать перестройку на соседнюю точку по частоте или на любую точку диапазона. На соседнюю точку вообще можно ЧМ обмоткой тянуть, а через основную пускать плавно изменяющийся ток.