[Sergey Beltchicov 0]

Я не сторонник лейкосапфиров. Пока что дорого и ненадежно. Как правило, подобные генераторы применяют в лабораторных условиях в научных целях и, насколько мне известно, требуют вмешательства оператора. Почему их до сих пор не применили в той же измерительной технике, в тех же генераторах?

Ненадежно - это, пожалуй, миф. Дорого, да. Реализация шумового потенциала лейкосапфира в измерительной технике хотя бы на 60-70% требует достаточно серьезного прогресса в ряде сопутствующих устройств: нужен достаточно нетривиальный ЦВС (DDS) с параметрами, превосходящими обычные коммерчески доступные микросхемы, нужны эффективные технологии фильтрации, нужны специфические широкополосные усилители и управляемые аттенюаторы с малыми ФШ. Именно поэтому работы по проекту длятся дольше, чем "хотелось бы". А также потому, что ведутся исключительно на собственные средства (но это, все равно, фактор второго порядка).

 

Мало того, слышал краем уха, что его уже и в космос запускали.

Это не соответствует действительности. Однако райтеоновские SLCO, с высокой долей вероятности, используются в американских военных РЛС нового поколения. Либо, по крайней мере, для проверки их задающих генераторов.

 

А если речь идет о борьбе за сверхнизкие шумы, например -140-145 дБ/Гц на 10 кГц на частоте 8-12 ГГц, которые на сегодняшний день невозможно получить с использованием техники умножения доступных в продаже малошумящих кварцевых генераторов? Например, если взять Морионовский 100 МГц, у которого СПМФШ=-176 дБ/Гц и умножить на 100, то получим -136 дБ/Гц. И как мы будем обходить закон 20lgN в этом случае?

 

Если не заморачиваться с сапфиром, то обычный подход к решению такой задачи - это построение гибридного профайла ФШ. 10 МГц (кварц) -> 100 МГц (кварц) -> 1000 МГц (ПАВ) ->10 ГГц (DRO). Однако, по моему скромному мнению, циферки в -140...-145 дБн/Гц на отстройке 10 кГц @10 ГГц даже с гибридным профайлом, хотя и не являются невозможными, будут иметь характер единичного достижения (близкого к предельному). Цифра в -145@10кГц на 10 ГГц - это, пожалуй, тот барьер, который даже с гибридным профайлом преодолеть уже не получится. Для лейкосапфира же эти циферки являются "начальными" и не представляют никакой сложности.

 

А если нужно снизить фазовые шумы на близких отстройках, например 1 или 10 кГц в X-диапазоне?

Любопытно, кому это реально нужно

 

А почему его нет в продаже? Я так понял, что работы по нему ведутся уже 6-7 лет.

Не уверен, что он вообще будет продаваться в России. Если только как импортное изделие.

Изменено 4 августа, 2017 пользователем Sergey Beltchicov

[Cach 0]

Ненадежно - это, пожалуй, миф.

Слышал, что в сапфировом генераторе сложно удержать нужную моду, что перескок на др. моду может происходить от тряски, т.е. применение такого генератора на подвижных платформах, движущихся, например, по земле, уже под вопросом. Еще у него частотный диапазон генерируемого сигнала крайне ограничен, и лежит в районе 10 ГГц. Но по своим шумовым характеристикам он бесспорно опережает др. генераторы.

 

 

Если не заморачиваться с сапфиром, то обычный подход к решению такой задачи - это построение гибридного профайла ФШ. 10 МГц (кварц) -> 100 МГц (кварц) -> 1000 МГц (ПАВ) ->10 ГГц (DRO).

Шумы при отстройке 10 кГц будут определяться именно 100 МГц кварцем, шумы среди доступных колеблятся в переделах -170..176 дБ/Гц. Уже получается -130..136 дБ/Гц на 10 ГГц при переносе наверх. Похоже, что без сапфира не обойтись

 

[VCO 0]

Про космос не поверю. Проверенные источники в студию :)

Так ведь сказал: "краем уха", разрешаю не верить ни разу :)

Тем более, что Сергей опроверг, а он как раз тут в теме.

 

С другой стороны - а почему бы нет. Основная задача - обеспечить устойчивость к 10g.

А дальше, на спутнике или корабле, у него отличные условия для устойчивой работы.

[Sergey Beltchicov 0]

Слышал, что в сапфировом генераторе сложно удержать нужную моду, что перескок на др. моду может происходить от тряски, т.е. применение такого генератора на подвижных платформах, движущихся, например, по земле, уже под вопросом.

Это брехня и мифы. Почитайте, например, шведов.

http://www.ep.liu.se/ecp/008/posters/028/ecp00828p.pdf

Еще у него частотный диапазон генерируемого сигнала крайне ограничен, и лежит в районе 10 ГГц.

Сделать можно хоть на 6 ГГц, хоть на 20 ГГц, только речь идет об одной частоте. Можно сказать, что относительной перестройки нет вообще.

Шумы при отстройке 10 кГц будут определяться именно 100 МГц кварцем, шумы среди доступных колеблятся в переделах -170..176 дБ/Гц. Уже получается -130..136 дБ/Гц на 10 ГГц при переносе наверх.

Совершенно не факт. Если есть, к примеру, такой ПАВ-генератор (см. картинку), то будут определяться именно ПАВом.

Изменено 4 августа, 2017 пользователем Sergey Beltchicov

[Cach 0]

Это брехня и мифы. Почитайте, например, шведов.

Сделать можно хоть на 6 ГГц, хоть на 20 ГГц, только речь идет об одной частоте. Можно сказать, что относительной перестройки нет вообще.

Спасибо за ссылку. А какая у него нестабильность при изменении температуры окружающей среды в ppm? Я так понимаю при отрицательных температурах он не работает. И получается, что если покупателю (заказчику) требуется определенная частота, то индивидуально для него нужно рассчитывать геометрию резонатора, определяющую частоту требуемого колебания? Какие максимальные генерируемые частоты достигнуты на сегодняшний день в мире в генераторах на сапфире?

[Sergey Beltchicov 0]

А какая у него нестабильность при изменении температуры окружающей среды в ppm?

Типовая температурная нестабильность сапфира при комнатной температуре в районе 50ppm на кельвин.

 

Я так понимаю при отрицательных температурах он не работает.

Напротив, при низких температурах у сапфира растет добротность и уменьшается температурная нестабильность. Именно поэтому во многих научных проектах сапфиры охлаждают до криогенных температур, чтобы получить помимо низких шумов высокую частотную стабильность. Где-то попадались результаты UWA, где их сапфир на 15 кельвинах показывал стабильность 2Е-15 за 1сек.

 

И получается, что если покупателю (заказчику) требуется определенная частота, то индивидуально для него нужно рассчитывать геометрию резонатора, определяющую частоту требуемого колебания?

Можно и так, но не обязательно. Заказчики сапфировых продуктов всегда специфические, поэтому это всегда индивидуальные проекты. Для ядра же измерительного генератора достаточно одной частоты.

 

Какие максимальные генерируемые частоты достигнуты на сегодняшний день в мире в генераторах на сапфире?

Обычно никто не работает выше 10-12ГГц, потому что в отношении генератора на сапфире действует правило 40logM. То есть фазовый шум для резонатора одного и того же качества при его масштабировании на удвоенную частоту вырастает на 12 дБ, а не на 6. Поэтому лучше работать на десятке и умножать.

 

Кстати, применяя "интерферометрические" методы, необязательно работать с сапфиром, можно и с простой полированной банкой из алюминия, и с обычным ДР. Результаты тоже получаются лучше, чем при умножении кварцев и ПАВов.

Изменено 4 августа, 2017 пользователем Sergey Beltchicov

[Cach 0]

Типовая температурная нестабильность сапфира при комнатной температуре в районе 50ppm на кельвин.

Стабильность не очень. А разве его нельзя стабилизировать, привязав его при помощи ФАПЧ к тому же термостатированному кварцевому генератору?

 

Кстати, применяя "интерферометрические" методы, необязательно работать с сапфиром, можно и с простой полированной банкой из алюминия, и с обычным ДР. Результаты тоже получаются лучше, чем при умножении кварцев и ПАВов.

Это интересно. Не могли бы вы привести публикации на эту тему?

 

Обычно никто не работает выше 10-12ГГц, потому что в отношении генератора на сапфире действует правило 40logM. То есть фазовый шум для резонатора одного и того же качества при его масштабировании на удвоенную частоту вырастает на 12 дБ, а не на 6. Поэтому лучше работать на десятке и умножать.

Посмотрел OEO-генераторы от OEWaves-впечатляет. И фазовые шумы не хуже сапфировых. И стабильность несколько ppm во всем рабочем диапазоне температур. Что вы можете сказать про них? В чем преимущество и недостатки таких генераторов по сравнению с сапфировыми?

[Sergey Beltchicov 0]

Стабильность не очень. А разве его нельзя стабилизировать, привязав его при помощи ФАПЧ к тому же термостатированному кварцевому генератору?

Все можно. И не только к кварцевому. А также к mode-locked лазеру для получения аттосекундного джиттера.

 

Это интересно. Не могли бы вы привести публикации на эту тему?

Например, известная бригада нистовцев

http://nopr.niscair.res.in/bitstream/12345...9%20459-464.pdf

 

Посмотрел OEO-генераторы от OEWaves-впечатляет. И фазовые шумы не хуже сапфировых. И стабильность несколько ppm во всем рабочем диапазоне температур. Что вы можете сказать про них? В чем преимущество и недостатки таких генераторов по сравнению с сапфировыми?

Преимущества: потенциально меньшие габариты и лучшая устойчивость к вибрации. Недостаток: в качестве высокодобротного резонатора у большинства оптоэлектронных генераторов выступает линия задержки в несколько километров. Поэтому в их спектре присутствуют регулярные эквидистантные спуры (например, с уровнем -80дБн). И расстройка между этими спурами обратно пропорциональна длине линии задержки (то есть добротности). То есть чем лучше у генератора ФШ, тем чаще торчат спуры. У генератора с действительно низким ФШ они никак не могут быть отфильтрованы. Посмотрите, какой частокол спуров на графиках ФШ Oewaves начинается c отстроек в пару десятков кГц и дальше.

Изменено 5 августа, 2017 пользователем Sergey Beltchicov

[rloc 43]

Посмотрел OEO-генераторы от OEWaves-впечатляет.

Если оставить эмоции за скобками, где хотите применять подобные генераторы? И следом другой вопрос: как именно? Какие усилители, смесители, делители?

[Sergey Beltchicov 0]

Если оставить эмоции за скобками, где хотите применять подобные генераторы? И следом другой вопрос: как именно? Какие усилители, смесители, делители?

Это просто отвлеченная дискуссия о малошумящих генераторах.

[rloc 43]

И расстройка между этими спурами обратно пропорциональна длине линии задержки (то есть добротности). То есть чем лучше у генератора ФШ, тем чаще торчат спуры. У генератора с действительно низким ФШ они никак не могут быть отфильтрованы.

Пишут, что фильтруют такой же линией, но с другим шагом мод.

 

Это просто отвлеченная дискуссия о малошумящих генераторах.

Если периодически всплывают вопросы об ультранизких шумах, закономерно появляются сопутствующие. Не могу заставить себя вникнуть в подробности частотной стабилизации по причине надобности. Уж очень много других элементов в системе ограничивают применение. Взять хотя бы твердотельные усилители мощности - там бы выйти на уровень фазовой стабильности умноженного кварца.

[Sergey Beltchicov 0]

Пишут, что фильтруют такой же линией, но с другим шагом мод.

Да, до некоторого конечного уровня, например, в -80дБ. Если такой генератор использовать как ядро прямого синтеза, лекго представить какой будет спектр синтезатора.

 

Изменено 5 августа, 2017 пользователем Sergey Beltchicov

[Cach 0]

Например, известная бригада нистовцев

http://nopr.niscair.res.in/bitstream/12345...9%20459-464.pdf

Подобный способ описывал в одной из своих последних статей Ченакин Александр, говоря о способах уменьшения СПМФШ-нагрузить ГУН на высокодобротный резонатор. В этой статье вместо ГУН-DRO.

 

Преимущества: потенциально меньшие габариты и лучшая устойчивость к вибрации.

Но у них на сайте есть даже реализация генератора в интегральном исполнении. Вместо катушки, как я понял, там реализовали оптический микрорезонатор. В этом случае и с вибрацией вопрос наверняка решили. Что-то подсказывает, что источник чувствительности к вибрации-именно катушка (растяжение-сжатие оптоволокна).

 

Если оставить эмоции за скобками, где хотите применять подобные генераторы? И следом другой вопрос: как именно? Какие усилители, смесители, делители?

Согласен, электронная компонентная база не дотягивает. У усилителей СПМФШ при ближних отстройках растет. У делитетей СПМФШ -153 дБ/Гц и т.д.

Изменено 5 августа, 2017 пользователем Cach

[rloc 43]

У делитетей СПМФШ -153 дБ/Гц и т.д.

При делении на 2 как правило немного хуже, около -146 дБн/Гц. И по делителям - это то, что можно посмотреть в документации, а по всем остальным элементам остается измерять самому или иметь опыт использования.

[Cach 0]

При делении на 2 как правило немного хуже, около -146 дБн/Гц.

У HMC492 -150 дБ/Гц

 

Да, до некоторого конечного уровня, например, в -80дБ. Если такой генератор использовать как ядро прямого синтеза, лекго представить какой будет спектр синтезатора.

-80 дБн неплохой показатель. Если еще поделить пополам, это уже -86 дБн. Если в прямом синтезе частоты получать не умножением, а суммированием на смесителях, то никуда не денутся эти минус 86 дБн. Но конечно, лучше, когда спуры находятся ниже -100 дБн