[Chenakin 12]

On 4/6/2023 at 2:40 AM, khach said:

Подскажите плз, где можно почитать литературу по расчету полосы фильтра ФАПЧ с предустановкой ЦАПами. Вот как пример блок схема генератора Agilent. Как выбраны частоты диплексора ФАПЧ (crossower) 230 гц для разделения быстрого и медленного канала, как учитывать ФНЧ ЦАП предустановки обмотки 115Гц? ЖИГ тут показан толко как пример, для варакторных VCO эта проблема тоже  существует, только частоты по-выше.

Khach, на вебсайте Микролямбды, по-моему, еще висело. А так, либо две переключающиеся петли, либо две параллельные, но с одной доминантной. Готового SW, естественно, нет, а в чем проблема-то?

18 hours ago, rloc said:

Несколько неудобно перед автором темы, Waso. Хорошо бы переместиться в параллельную реальность "Синтезаторы частот. От концепции к продукту".

Алексей, Вы как-то лихо перенесли тему, я и не знал, что так можно 🙂

Раз уж зашли сюда - вопрос - кто, как понимает когерентность? Т.е. два синтезатора имеют на выходе когерентные сигналы. Что это означает?

Вопрос не праздный, мнения расходятся. Самое простое (и примитивное) - синтезаторы должны быть засинхронизированы от общей внешней опоры в 10 МГц (заранее не согласен). Почему спрашиваю? Скоро этот вопрос станет ребром. Интересно узнать мнение специалистов (и поделюсь своим, конечно).

[rloc 43]

2 часа назад, Chenakin сказал:

я и не знал, что так можно

Говорят мысли материализуются, поэтому желательно о полезном подумать )

 

2 часа назад, Chenakin сказал:

синтезаторы должны быть засинхронизированы от общей внешней опоры в 10 МГц

Больше дань традициям. Не о GPSDO речь? Для начала понять бы предпосылки перехода к чему-то более новому.

[khach 33]

3 часа назад, Chenakin сказал:

Готового SW, естественно, нет, а в чем проблема-то?

Да на миллиметрах полезла нелинейность магнитной системы- поля слишком высокие. Приходится вспоминать о  таких древних технических решениях как ЖИГ дискриминатор. Тут конечно фильтр на рисунке, т.к активных устройств на такие частоты тогда не существовало. Ну вот и пытаемся придумать систему управления для таких устройств.

По поводу когерентности- при одинаковых частотах это одинаковая разность фаз сигналов. Без скачков, хотя и произвольная.  При разных частотах- наверно постоянная скорость набега разности фаз, опять же монотонная. Но в последнем определении я не уверен- не каноничное оно.

[тау 23]

11 часов назад, Chenakin сказал:

мнения расходятся. Самое простое (и примитивное) - синтезаторы должны быть засинхронизированы от общей внешней опоры в 10 МГц (заранее не согласен). Почему спрашиваю? Скоро этот вопрос станет ребром.

 

Всё зависит от времени наблюдения (Тн) за когерентностью  и критерия оценки когерентности .

определение для случая одинаковых частот : два колебания могут считаться когерентными, если девиация разности фаз двух колебаний устраивает за время Тн пользователя устройства.

   два следствия:

    -  два разных кварц. генератора на 10 МГц могут считаться когерентными  на малом интервале Тн, например, 1 мкс 🙂

    -  два ведомых СВЧ Гуна от общей низкочастотной опоры  могут оказаться не когерентны из-за "большой и неприемлемой" девиации разности фазы на большом интервале времени. Например по причине дрейфа фазы/задержки в цепях перед ФД.

То есть, наличие или отсутствие общей опоры в общем случае ничего не гарантирует по когерентности. Однако, с общей опорой строить когерентные генераторы проще, чем и пользуются на практике, особенно при малых коэффициентах умножения.

Изменено 8 апреля, 2023 пользователем тау

[rloc 43]

14 часов назад, Chenakin сказал:

кто, как понимает когерентность?

Вроде должен уметь отвечать вопрос, потому как тема диплома звучала: "Моделирование сигналов и помех УКВ РЛС с длительным когерентным накоплением". Поэтому озвучу свою версию до оглашения итогов.

Специально не подсматривал в справочники. Напишу поэтапно, как определить когерентность, применительно к 2-м синтезаторам:

1. Путем дробного деления/умножения приводим частоты к условно одной (не обязательно равным частотам).

2. Фиксируем начальные фазы на определенный момент времени.

3. Ортогонально сворачиваем (перемножаем) два сигнала за определенный интервал времени, с учетом начальных фаз.

4. Если можно подобрать такие частоты по п.1, чтобы результат свертки <0.1 (0.01, 0.001 ...) на заданном интервале, то сигналы можно считать когерентными.

Примечание: свертка делается в скользящем окне.

 

  

14 часов назад, Chenakin сказал:

синтезаторы должны быть засинхронизированы от общей внешней опоры в 10 МГц

Процесс синхронизации разделил бы с когерентностью, он подразумевает абсолютное равенство по приведенным частотам.

[Chenakin 12]

15 hours ago, rloc said:

Процесс синхронизации разделил бы с когерентностью, он подразумевает абсолютное равенство по приведенным частотам.

Меня вот какой вопрос волнует. Вот, имею два синтезатора на одну и туже частоту (не суть). Оба засинхронизированы на 10 МГц. Но в обоих, в каждой петле ФАПЧ (скажем) стоит делитель. Т.к. делитель по определению выдает случайную фазу, т.е. два синтезатора выдают одну частоту (с привязкой ко внешней опоре 10 МГц), но фаза гуляет, как хочет при включении. Могу ли я их назвать когерентными? Я чувствую, что нет? Или не так?

Я собственно, чего спрашиваю. Меня в IEEE напрягли, определиться с когерентностью. А я и сам еще не все понял. Поэтому и копаю…

[vervs 24]

57 минут назад, Chenakin сказал:

Могу ли я их назвать когерентными? Я чувствую, что нет? Или не так?

В предмете радиоприемники помнится есть такое понятие когерентный приемник, если фаза не синхронизирована (выбрана "неправильно"), то при фазовой манипуляции на выходе такого приемника можно вообще ничего кроме шума не получить. Необходимая величина "резкости" созвездий в модуляции определяет требования к синфазности (фазовому шуму) генераторов. Вот и получается сигналы с равной частотой и разной фазой в "оптическом" смысле когерентны, а в "радиоприёмном" нет. Без уточнения области и контекста выглядит как вопрос на засыпку студенту.

[rloc 43]

1 час назад, Chenakin сказал:

Т.к. делитель по определению выдает случайную фазу, т.е. два синтезатора выдают одну частоту (с привязкой ко внешней опоре 10 МГц), но фаза гуляет, как хочет при включении.

Ах вот о чем вопрос! Тогда попробую сформулировать следующим образом: при включении два синтезатора, синхронизированные от 10МГц, можно считать когерентными до момента, пока в одном из них не произошло переключение частоты и случайное изменение фазы одного из делителя. Чтобы синтезаторы были когерентными при любом переключении частот нужно: или синхронизировать все делители в момент переключения от внешнего импульса, или считать интервал когерентности только между переключениями частот.

[khach 33]

Наверно включение- выключение синтезатора с сохранением когерентности это слишком трудной выполнимое требование. Хотя бы обеспечить когерентность при переключение одного синтезатора на другую частоту и потом возврата на исходную. Ну или например синтезаторы ЧЛМ которые при каждом запуске ЛЧМ имели разный разбег по фазе, тоже проблема. Тут желательно иметь софтовую опцию возможности включить- выключить когерентность и например аппаратную возможность иметь внешний синхронизатор фаз. Тот же балансный смеситель, который подключен к выходам обеих синхронизируемых генераторов и в заданный момент времени по стробу обеспечивает выравнивание фазы. Если генераторы физически в разных корпусах то наличие таких цепей на внешних разьемах было бы очень полезно.

[Chenakin 12]

3 hours ago, vervs said:

Необходимая величина "резкости" созвездий в модуляции определяет требования к синфазности (фазовому шуму) генераторов. Вот и получается сигналы с равной частотой и разной фазой в "оптическом" смысле когерентны, а в "радиоприёмном" нет.

Во-во, Вы поняли верно, к чему я.

3 hours ago, rloc said:

Чтобы синтезаторы были когерентными при любом переключении частот нужно: или синхронизировать все делители в момент переключения

Это не выполнимо

39 minutes ago, khach said:

Если генераторы физически в разных корпусах то наличие таких цепей на внешних разьемах было бы очень полезно.

Т.е. имеем два разных модуля. Настраиваем на одинаковую частоту. Фаза как в том мультике гуляет где вздумается сама по семе. Берем сигналы с выхода обоих синтезаторов и на миксер. Далее подстраиваем фазу одного модуля (скажем, имеем такую возможность), чтобы получить ноль (минимум) на выходе миксера. Так пойдет?

[Chenakin 12]

Совсем запутался… тогда один модуль, раздваиваем сигнал и вообще не городим огород со смесителем … 

Хорошо, усложним задачу. Два разных модуля, частоты разные. Как «закогеретноситизировать» в концепции vervs? Можем все также на смеситель, и подстраивать фазу. Но какой тогда будет критерий на выходе смесителя? Или надо всю приемную систему задействовать и без этого никак?

Если что - рассуждаю о 7G - вполне цивильная система.

[blackfin 16]

On 4/9/2023 at 10:34 AM, Chenakin said:

... два синтезатора выдают одну частоту (с привязкой ко внешней опоре 10 МГц), но фаза гуляет, как хочет при включении. Могу ли я их назвать когерентными?

 

Если вопрос в терминологии, то да, можно назвать их "когерентными".

 

Вики:

Quote

Колебания когерентны, если разность их фаз постоянна во времени, и при сложении колебаний получается колебание той же частоты. Классический пример двух когерентных колебаний — это два синусоидальных колебания одинаковой частоты. Когерентность волны означает, что в различных пространственных точках волны колебания происходят синхронно, то есть разность фаз между двумя точками не зависит от времени.

Wiki:

Quote

In physics, two wave sources are coherent if their frequency and waveform are identical. Coherence is an ideal property of waves that enables stationary (i.e., temporally or spatially constant) interference. As an example, consider two waves perfectly correlated for all times (by using a monochromatic lightsource). At any time, the phase difference will be constant. If, when combined, they exhibit perfect constructive interference, perfect destructive interference, or something in-between but with constant phase difference, then it follows that they are perfectly coherent.

 

[Losik 1]

In the context of a system with two Phase Locked Loops (PLLs), coherence refers to the ability of the two PLLs to maintain a consistent phase relationship with their respective input signals, while also being synchronized with each other. This synchronization ensures that the phase difference between the output signals of the two PLLs remains constant or predictable over time, leading to a stable and controlled system behavior.

The coherence between two PLLs can be quantified by measuring the phase difference between their output signals and monitoring its variation over time. A highly coherent system will exhibit a stable phase difference, whereas a low coherence system will have a varying or unpredictable phase difference.

[khach 33]

2 часа назад, Chenakin сказал:

Т.е. имеем два разных модуля. Настраиваем на одинаковую частоту. Фаза как в том мультике гуляет где вздумается сама по семе. Берем сигналы с выхода обоих синтезаторов и на миксер. Далее подстраиваем фазу одного модуля (скажем, имеем такую возможность), чтобы получить ноль (минимум) на выходе миксера. Так пойдет?

Если опорная частота общая, и генераторы на базе синтеза а не фриран, то разность фаз гулять не будет, она будет более менее постоянная, но  произвольная, в зависимости от состояния всех счетчиков и прескалеров всех петель и моментов их программирования. Т.е совершенно недетерминированная. При задаче сфазировать такие генераторы ставил два VCXO одинаковых на опору. Первый синхронизировал с внешней опорой, второй- аналоговой ФАПЧ от фазового детектора, который сравнивал сигналы на выходе двух генераторов.  Иногда получалость свести фазы, иногда в петле возникали колебания незатухающие- все сильно зависело от внутреннего устройства фазируемых генераторов. Т.е это скорее был макет, чем полезное устройство.

ps. у Анрицу кстати есть прекрасный пример решения этой задачи в Distributed Modular 2-port Vector Network Analyzer ME7868A когда две половинки устройстыа фазируются по оптическому каблю. Ну и патенты интересны по этой теме. US9860054 , US9366707 итд. Как раз для подобных задач, когда фазокогерентные генераторы были разнесены пространственно и заинтересовался этой проблемой.

[тау 23]

4 часа назад, Chenakin сказал:

Два разных модуля, частоты разные. Как «закогеретноситизировать» в концепции vervs? Можем все также на смеситель, и подстраивать фазу. Но какой тогда будет критерий на выходе смесителя? Или надо всю приемную систему задействовать и без этого никак?

А не нужно качественные СВЧ аналоговые синтезаторы когеренизировать на длинных интервалах, это имхо вредно. Мороки много а толку мало, особенно для подвижных разнесенных устройств. Любой чих или движение на его интервале нарушит когерентность.

Получающиеся на ПЧ сигналы в приемнике в оцифрованном виде пройдут через второе (цифровое)  гетеродинирование. Изменением частоты NCO можно остановить  вращение созвездия. Изменением начальной фазы NCO можно произвести мгновенный поворот созвездия на нужный угол (мгновенность изменения фазы в аналоговом синтезаторе с Гуном (через Гун) затруднена по определению). NCO не имеет собственных проблем с фазовым шумом.   Задача синтезаторов СВЧ на приемной и на передающей стороне - минимальный фазовый шум и минимальная расстройка. Минимизировать  расстройку полезно для обеспечения когерентности на коротком Тн для приема и декодирования символа/ов синхронизации (и последующей когеренизации на уровне NCO для более длинных времен Тн).