[Chenakin 12]

Статья Александра - очень зачетный обзор.

Не до конца согласен с Александром в том месте, где говорится, что профиль фазового шума генератора можно целиком сдвинуть вниз за счет увеличения мощности, отбираемой от активного устройства.

У Рубиолы показано, что фликкерная граница усилителя отползает в зону больших отстроек с увеличением мощности. Fc = b-1*P/fkT. Если учесть, что Fc усилителя с ростом мощности будет расти, картинка получается такая.

Да нет, я думаю, мы мыслим одинаково. В статье абзацем ниже: ”…Однако увеличивать мощность нужно очень аккуратно, поскольку с заходом активного прибора в область компрессии усиления возрастают его шумы, а это может привести к резкому увеличению фазовых шумов. Для того чтобы шумовые характеристики активного прибора оставались неизменными, желательно использовать его в малосигнальном «линейном» режиме.”

Т.е. сдвинуть вниз, как мне кажется, всё же можно, если одновременно фликер жёстко контролировать (напр. FLL с интерферометром и т.п.)

 

 

По теме: предвижу победу СВЧ-генераторов, синхронизируемых от Рубидия или GPS.

Долговременная стабильность GPS-ом решается. А при чём тут фаз. шум?

 

Абсолютно согласен с Dr.Drew, не необязательно шум должен спадать 20 log/dec, возможен вариант и 10 log/dec.

Ну, тут не согласиться просто невозможно, что я, вроде, и делаю там же: ”Хотя эта формула определяет четыре основные области зависимости СПМ от отстройки f, в СВЧ-генераторах область с законом вида 1/f обычно отсутствует из-за преобладания шума типа 1/f2.”

Т.е. если рассматривать ”типичные” СВЧ-генераторы (а не низкочастотные КГ или же супер-монстры, как выразился Сергей), то и получаем эту вполне типичную картинку. Если уж влезать в детали, то надо рассматривать кривую фаз. шума как аппроксимацию (урезанную) полиномом. Причём его (полинома) некоторые коэффициенты (фликер) – это вообще, что-то с чем-то, т.к. сами зависят от мощности сигнала и т.д. Так что, если тут копать – то это надолго. Хотелось бы вообще предложить другую аппроксимацию, но это работа уже куда посерьёзней.

 

 

Тут, скорее, имеется ввиду не изменение режима усилителя, а его полная замена. Тогда фликкерная граница как бы остаётся на месте, а вся характеристика падает вниз.

В принципе - да, можно сказать так. Хотя я имел в виду просто общий момент – какие параметры на что влияют. А так, конечно, вопрос гораздо тоньше. Если строго, то и увеличение Q, скажем уменьшением связи с резонатором, приводит к ухудшению шумов.

 

Ещё меня "удивил" линейный закон изменения добротности ДР. Это как? Вроде, обратно пропорциональная зависимость...

”...а их добротность, как правило, линейно уменьшается с ростом частоты,” т.е. зависимость Q от частоты обратно пропорциональная, всё верно, в чём удивление? Другое дело, что к слову ”линейно” придраться можно, но так я ж и говорю ”как правило,” чтобы, скажем, просто провести отличие от ЖИГ-ов, где всё происходит наоборот.

 

И это ещё не всё...

Ну, давайте, чего уж там церемониться. Единственное, хочу заметить, что статья – это вводный обзор, чтобы дать какое-то общее представление и не более того. Понятно, что многие вопросы на самом деле куда более тонкие и специфические, тут несколькими страницами не обойдёшься. Отсюда и 49 источников по теме, что тоже далеко не полный список.

 

P.S. Да ещё, согласно книге Ченакина, воображаемый мультиоктавный суперсинтезатор с суперчистым спектром и субГерцовым шагом должен быть наносекундным по времени перестройки!!!

Откуда там такое? Хотя я и совсем не против наносекунд. Сейчас это пока особо не нужно (за исключением некоторых применений), а вот лет через 5 придётся, видимо, этим заниматься серьёзно (только без банок :rolleyes: ).

Кстати, спасибо за вирт. клавиатуру, очень даже пригодится.

Изменено 10 сентября, 2011 пользователем Chenakin

[VCO 0]

Откуда там такое? Хотя я и совсем не против наносекунд. Сейчас это пока особо не нужно (за исключением некоторых применений), а вот лет через 5 придётся, видимо, этим заниматься серьёзно (только без банок :rolleyes: ).

Разумеется, что там такого нет! Это моё больное воображение нарисовало эдакого монстра по результатам прочтения Вашей книги (1 Глава, п.п. 1.5).

Понятно, что бред, сегодня ничего подобного не сделать, но лет 40 назад и о DDS никто не мечтал, кроме Вашего коллеги Манасевича.

Тут есть пара-тройка мыслей по управлению синтезатором, которых нету в Вашей книге:

1. Управление через такую разновидность параллельного интерфейса, как LVDS даст минимальную задержку срабатывания управления.

2. Такие интерфейсы, как USB, Ethernet, и т.п. дают ощутимое время групповой задержки, что не всегда допустимо в локальных приложениях.

3. Использование такой разновидности последовательного интерфейса, как RS-485 (RS-422) уже сегодня даёт приличные скорости при минимальном времени групповой задержки. При этом, скорость интерфейса постоянно повышается, а простота и универсальность приёмопередатчиков подкупают.

До USB3.0 и Ethernet 10G по скорости далеко, да оно и не надо, за то мы не привязаны к какому-то жёсткому протоколу и можем варьировать разрядность в зависимости от потребности. То же самое справедливо и для последовательного LVDS.

[Dr.Drew 4]

”...а их добротность, как правило, линейно уменьшается с ростом частоты,” т.е. зависимость Q от частоты обратно пропорциональная, всё верно, в чём удивление? Другое дело, что к слову ”линейно” придраться можно, но так я ж и говорю ”как правило,” чтобы, скажем, просто провести отличие от ЖИГ-ов, где всё происходит наоборот.

Линейно, значит, Q=b-a*f0, где a и b некторые параметры. А Вы под этим термином подразумеваете Q=a/f0, как я сейчас понял. А это уже имеет другое название.

 

Добавлено.

Не увидел упоминания, что коэффициент шума усилителя нужно брать в режиме большого сигнала.

Часто замечал высказывания, про пользу максимизации мощности на входе резонатора (при фликкер умолчим). А ведь если в кольцевой схеме на выходе резонатора будет 1 или 10 мВт, к примеру, то шумы генератора будут разные. Даже если правильно свяжемся с резонатором, получив половину собственной добротности. Эверард в соей книге про генераторы шумы считает, отталкиваясь от входной мощности усилителя. То же я видел и в статье про 1,3 ГГц генератор от PSI.

Почему-то под керамическими резонаторами подразумеваете только коаксиальные. Кроме них есть ещё дисковые (и кольцевые) керамические, в простонародии называемые ДР. Тут, я думаю, пора разделять понятие ДР на дисковый керамический на волнах типа TE или HE и на дисковый диэлектрический (монокристаллический) на волнах шепчущей налереи.

Опять удивило равенство добротностей ДР и коаксиальных. Коаксиалы же на порядок уступают ДР из-за потерь на проводящих стенках.

Про получение шумов на ФАПЧ с ГУН как у ЖИГ согласен, но с оговоркой про отстройки. До 100 кГц по шумам одинаково, выше - уже нет.

Эквивалентаня добротность оптоволокна - это ГВЗ, умноженная на частоту. Другими словами - число длин волн СВЧ сигнала, укладывающихся на длине линии. Потери тут не фигурируют. Ну и если добротность выражать через отношение времени задержки к потерям, то получится, что добротность будет зависеть от качества волокна,а не от его длины.

6 рисунок - мостовая схема генератора. Лаконично?

Изменено 10 сентября, 2011 пользователем Dr.Drew

[Chenakin 12]

Линейно, значит, Q=b-a*f0, где a и b некторые параметры. А Вы под этим термином подразумеваете Q=a/f0, как я сейчас понял.

...линейно уменьшается, т.е., да, подразумевалось ~1/f. Я думаю, мы поняли друг друга, хотя фраза была бы и проще, и корректнее, если выбросить слово линейный. Согласен.

 

Не увидел упоминания, что коэффициент шума усилителя нужно брать в режиме большого сигнала.

По-моему, коэффициент шума – понятие малосигнальное, т.е. теряющее смысл при больших уровнях сигнала. При росте сигнала, понятно, шум растёт (или лучше сказать изменяется) и я бы, вообще, специфицировал шумы активного прибора (для проектирования) в виде какой-то таблицы (в зависимости от вых. мощности). Увы, этого нет. Об этом мы уже говорили в Вашей соседней ветке.

 

Почему-то под керамическими резонаторами подразумеваете только коаксиальные. Кроме них есть ещё дисковые (и кольцевые) керамические, в простонародии называемые ДР. Тут, я думаю, пора разделять понятие ДР на дисковый керамический на волнах типа TE или HE и на дисковый диэлектрический (монокристаллический) на волнах шепчущей налереи.

Согласен, керамика есть диэлектрик. Но, это уже такие вот исторически сложившиеся и ”устоявшиеся” термины, чего уж там... Кстати, была когда-то мысль провести классификацию в виде такой таблицы с ответвлениями. Может интересная статейка и вышла бы, хотите – попробуем вместе (хотя, может где-то это и есть уже).

 

Про получение шумов на ФАПЧ с ГУН как у ЖИГ согласен, но с оговоркой про отстройки. До 100 кГц по шумам одинаково, выше - уже нет.

Ну, это мы прямо здесь же уже в деталях обыгрывали. Почему обязательно 100 кГц? Можно и выше, например, –150 дБн/Гц, 3 ГГц, 1 МГц отстройка (CRO в качестве составной части опоры), т.е. замыкать ФАПЧ можно (нужно) уже далеко на МГц-ах. Т.е. концептуально можно и выше - обычный trade-off при проектировании (performance/price).

 

6 рисунок - мостовая схема генератора. Лаконично?

Да, пожалуй, плюс более общий случай. Ну и другие моменты можно было получше. Сейчас уже и самому видно, но это уже как обычно, после драки..., задней мыслью...

Изменено 10 сентября, 2011 пользователем Chenakin

[ledum 0]

Опять удивило равенство добротностей ДР и коаксиальных. Коаксиалы же на порядок уступают ДР из-за потерь на проводящих стенках.

А давайте сравнивать сравнимые вещи. Только в три раза максимум, а не на порядок, да и то бабка надвое гадала. Воздушный полуволновой 75 Омный (оптимальный для воздуха) коаксиал в 20мм внутреннем габарите и при длине 30мм - для 4ГГц - вроде этот вариант рассматриваем - будет иметь добротность с серебром порядка 6000. У Вас при трехкратном превышении диаметра камеры над резонатором вроде Вы говорили 15000 при похожих, а может и больших габаритах. Это ненагруженная. Потом вступает удобство съема.

[VCO 0]

Ну, это мы прямо здесь же уже в деталях обыгрывали. Почему обязательно 100 кГц? Можно и выше, например, –150 дБн/Гц, 3 ГГц, 1 МГц отстройка (CRO в качестве составной части опоры), т.е. замыкать ФАПЧ можно (нужно) уже далеко на МГц-ах. Т.е. концептуально можно и выше - обычный trade-off при проектировании (performance/price).

Вот этот горб длиною в 2 порядка несколько обескураживает:

С одной стороны - во многих радиоприложениях с таким уровнем фазового шума, как у QS, он абсолютно некритичен!

С другой стороны - в приложениях Hi-End T&M он портит всю малину, нарушая пропорцию снижения "ФШ-отстройка"...

[Dr.Drew 4]

Согласен, керамика есть диэлектрик. Но, это уже такие вот исторически сложившиеся и ”устоявшиеся” термины, чего уж там... Кстати, была когда-то мысль провести классификацию в виде такой таблицы с ответвлениями.

Надо с терминами определиться. Часто встречаю разночтения, как с коаксиальными/керамическими резонаторами.

 

А давайте сравнивать сравнимые вещи. Только в три раза максимум, а не на порядок, да и то бабка надвое гадала. Воздушный полуволновой 75 Омный (оптимальный для воздуха) коаксиал в 20мм внутреннем габарите и при длине 30мм - для 4ГГц - вроде этот вариант рассматриваем - будет иметь добротность с серебром порядка 6000. У Вас при трехкратном превышении диаметра камеры над резонатором вроде Вы говорили 15000 при похожих, а может и больших габаритах. Это ненагруженная. Потом вступает удобство съема.

Я имел ввиду только коаксиальные керамические. Ясное дело, воздушные с большим сечением будут иметь большую добротность.

[Sergey Beltchicov 0]

вот так шумят умножители частоты. Фазовый шум на 20 ГГц и 40 ГГц относительно входного сигнала 10 ГГц.

[rloc 45]

Такое впечатление, что использовался активный умножитель на арсениде галлия.

 

[Sergey Beltchicov 0]

Такое впечатление, что использовался активный умножитель на арсениде галлия.

 

ну да, GaAs PHEMT

[synthesprom 0]

Интересно, quick syn используют в России и в мире по большей части как встраиваемый модуль или как отдельный лабораторный прибор?

[Dr.Drew 4]

Ну, это мы прямо здесь же уже в деталях обыгрывали. Почему обязательно 100 кГц? Можно и выше, например, –150 дБн/Гц, 3 ГГц, 1 МГц отстройка (CRO в качестве составной части опоры), т.е. замыкать ФАПЧ можно (нужно) уже далеко на МГц-ах. Т.е. концептуально можно и выше - обычный trade-off при проектировании (performance/price)

Да, не обязательно. А вот по поводу минус 150 на 1 МГц у меня уже есть сомнения. Расширение полосы ФАПЧ имеет некоторые пределы, задаваемые максимально допустимой частотой сравнения ЧФД (100 МГц на сегодняшний день). Рекомендуют брать 10% от частоты сравнения для сохранения устойчивости и подавления ПСС. Хотя я экспериментировал и нащупал ограничение на уровне 20-25%. Так вот, 20-25 МГц полоса ФАПЧ - получается предел на сегодня. Если учесть инерционность входа управления ГУН, может оказаться всё трагичнее. Теперь чтобы получить полку минус 150 до 1 МГц, петельку придётся расширить до 10 МГц где-то. И этот уровень шума автоматически получится при использовании ЧФД Хиттайта на частоте сравнения 100 МГц.

[Chenakin 12]

Да, не обязательно. А вот по поводу минус 150 на 1 МГц у меня уже есть сомнения. Расширение полосы ФАПЧ имеет некоторые пределы, задаваемые максимально допустимой частотой сравнения ЧФД (100 МГц на сегодняшний день). Рекомендуют брать 10% от частоты сравнения для сохранения устойчивости и подавления ПСС. Хотя я экспериментировал и нащупал ограничение на уровне 20-25%. Так вот, 20-25 МГц полоса ФАПЧ - получается предел на сегодня. Если учесть инерционность входа управления ГУН, может оказаться всё трагичнее. Теперь чтобы получить полку минус 150 до 1 МГц, петельку придётся расширить до 10 МГц где-то. И этот уровень шума автоматически получится при использовании ЧФД Хиттайта на частоте сравнения 100 МГц.

Сомнения какие, что можно сделать или что нельзя сделать? :rolleyes:

 

P.S. Вдобавок к Вашим рассуждениям:

- ФД можно сделать и получше, например на диодном смесителе

- Критерий подавления ПСС в 10% можно обходить использованием LC-контуров, которые очень мало влияют на фазу

- Использование умножителя в петле уменьшает собственные шумы ФД (но не опоры, естественно)

- Чем ниже нужны шумы, тем выше нужно уходить вверх (архитектура, i.e. можно получить и похуже шумы на более высокой частоте, а потом просто поделить вниз)

Тут можно долго продолжать. Кстати, я и не говорю, что сделать это просто (уже на нескольких МГц начинаются такие выкрутасы с фазой....) или обязательно нужно это делать. Всего лишь, что это возможно. Сможете опровергнуть?

 

[Dr.Drew 4]

Сомнения, что можно, но это уже вопрос частностей.

Насчёт ФД на смесителене не совсем согласен. Я им "наелся" когда делал синхронизацию КР ГУН от гармоники кварцевого генератора. Там не всё так просто. Оказывается, ФШ, наводимый ФД зависит и от крутизны ГУН. Вообще я этот момент подробно рассматривал и появлялось желание оформить это дело в виде статьи. Но останавливает то, что тема стара и избита. Хотя подобного анализа системы я не встречал.

Ну и по поводу 10 % тоже. Там уже начинает сказываться набег фазы за счёт дискретности ЧФД (отсчёты фазы беруться с некоторым интервалом ведь). Причём от него уже никак не избавишься - устойчивость на пределе становится. И ПСС тут не главное уже. А если их надо подавить, то изыски с LC могут сыграть в худшую сторону.

Изменено 18 сентября, 2011 пользователем Dr.Drew

[Sergey Beltchicov 0]

Вот первые результаты по ФШ прототипа синтезатора 4-10 ГГц. Измерение ФШ несущей 10 ГГц с копейками. 10 ГГц сносятся вниз при помощи вспомогательного SLCO и DBM.

Изменено 27 сентября, 2011 пользователем Sergey Beltchicov