[rloc 43]

Небольшое рассуждение об "умножении добротности". Когда мы захватываем автогенератор системой КСС, то мы фактически привязываем его к ФЧХ S11 резонатора, которая имеет намного более крутой наклон, чем ФЧХ S21 (в чем легко убедиться при помощи VNA). Стало быть, в захвате ГВЗ больше, а полполосы уже. Что соответствует "большей добротности".

В продолжение поразмышляю и приведу результаты моделирования.

 

Взял двухпортовый резонатор на последовательном LC контуре с центральной частотой 1000 МГц. Аналитически посчитал, какие необходимо взять параметры L, C и сопротивление потерь (с учетом влияния портов), чтобы QL=1000, Q0~2*QL, и согласование по портам было близко к идеальному. Сопротивление портов специально взял немного больше, 51 Ом.

 

 

Как видно из графиков, при "идеальном" согласовании крутизна S11 намного больше S21, графики ГВЗ подтверждают. Причем, чем лучше согласование, тем ГВЗ больше и в пределе стремится к бесконечности. Для проверки, привел расчет реальной добротности по графику ГВЗ по формуле Q = (w*tau)/2. Для S21 нагруженная добротность совпала с заложенной. Все цифры перед вами. Какие будут выводы? Сапфир не нужен?

 

А если попробовать заменить S21 на S11 в схеме генератора с однопортовым резонатором:

Есть еще вариант с компенсацией потерь резонатора. На схеме ниже нарисовал балансную (мостовую) схему компенсации. Аттенюатор R2R4R5 в нижнем плече компенсирует потери резонатора с обратным знаком.

 

 

Почему не упоминает? Это ”классика” интерферометра для подавления несущей. Вот, хороший обзор – шаг за шагом (см рис. 9).

Oscillators_Review.pdf

Хорошая статья, действительно полезно вспомнить. Попробую пояснить, почему спрашивал о фазовращателях. Если речь идет об использовании смесителя в качестве ФД, то должны быть слова о высокой степени развязки LO-RF и согласовании IF, о длинах кабелей кратных lambda/2 от циркулятора до резонатора и до ФД, также для лучшего согласования. В статье приведено измерение амплитудных шумов, они существенно ниже фазовых, что позволяет частично компенсировать пролазы (циркулятор, ФД) путем коррекции постоянной составляющей на УПТ. По материалам статьи есть упоминание о нелинейности варикапа, не он ли?

 

Действительно, непонятно. Всегда считал, что смысл КСС – заменить шумы петлевого усилителя (к-т шума, фликкер) шумами КСС, в частности, отодвинуть влево 30 дБ участок. Вероятно, это всё же фликкер МШУ или операционника?

По большому счету фликкер отдельно МШУ и других компонентов не столь важен. Важно, кто из них вносит максимальный вклад. За счет обратной связи с большим усилением, нелинейность будет скомпенсирована. Суммарная нелинейность как правило определяется оконечными каскадами, в противоположность КШ, для которого важен первый каскад. Поэтому концепцию компенсации фликкер шума переформулирую следующим образом:

 

Шумы = Усиление - Нелинейность - Погрешность выделения сигнала ошибки

 

Нелинейность и погрешность должны быть приведены к одному сечению. Причем для описания нелинейности параметр IP3 не подходит - как скалярный и не учитывающий фазовые набеги. Один из ярких примеров - полевые транзисторы, по IP3 превосходят биполярные, но имеют более высокий фликкер-шум. Между прочим, полевики на GaN имеют емкость затвора и стока раза в 3 меньшую, относительно GaAs, а линейность по IP3 сохраняется.

 

Синтезатор на LMX2594. Шагает по 1 Гц с палочками менее 60 дБ.

Кто портит шумы после 10 МГц? В радиолокации в дальней зоне нужно не выше -155 дБн, LMX позволяет. 10 мкс будет и до какой точности?

 

Господа, я временно с 50 ГГц ушёл на 50 Гц

Через деление или перенос частоты?

[Cach 0]

Кто портит шумы после 10 МГц? В радиолокации в дальней зоне нужно не выше -155 дБн, LMX позволяет.

Почему ниже -155? Всегда считал, что -140 достаточно

 

Внесу интригу. Синтезатор на LMX2594. Шагает по 1 Гц с палочками менее 60 дБ. Занимает, примерно, 60х40 мм, включая генераторную часть MOXO-100, сдвоенный импульсник LT3570, микроконтроллер в LQFP64. Измерен на половине максимальной частоты. Первое включение.

Меня больше беспокоит "пролаз" опоры на выход, который проявляется в виде "спуров" с уровнем -70..-75 дБн. У HMC такого не наблюдал. А по шумам действительно хорош.

На отладочной плате LMX шумы гораздо хуже полученных вами.

Изменено 12 февраля, 2018 пользователем Cach

[VCO 0]

...

[Dr.Drew 4]

Как раз LMX и не позволяет. При включении делителя частоты картина другая. Правда, у меня еще вылез горбик от модулятора дробного делителя в районе 10-60 МГц.

В таких системах 10 мкс - космос, сами понимаете.

Вообще, новые LMX - самые убогие микросхемы последних лет в плане распиновки и разводки. Не удивительно, что помехи потом везде летают.

[Cach 0]

В таких системах 10 мкс - космос, сами понимаете.

Из-за встроенной системы автокалибровки ГУН?

Изменено 12 февраля, 2018 пользователем Cach

[Dr.Drew 4]

Из-за отгрузок. На шине сидят две микросхемы, требующие отгрузки 4-5 регистров по 32 бит (в среднем) на каждую. Скорость, в лучшем случае, 25 Мбит/с. Вот и получается - 8 мкс только на это дело, а реально - 15-20 мкс.

Автокалибровка в LMX, реально, медленнее заявленной. На 902 МГц опорной частоты пришлось настроить систему, как будто опора в два раза меньше. Только тогда уложился в заявленные времена в режиме без ассиста. Причем, контролировать по индикатору захвата не получилось. Он работает через одно место. Быстрее всего - ручная установка по формулам, которые они приводят, но там надо каждую микросхему выкалибровывать на предмет Cmin и Cmax. В принципе, легко решаемо.

[rloc 43]

Почему ниже -155? Всегда считал, что -140 достаточно

В современной радиолокации и измерительных приборах по каналу приема достижима динамика порядка 150 дБ, и чаще она ограничивается АЦП. Большой входной сигнал не должен снижать чувствительность по соседним каналам. Лет 10 назад пробовали встраивать QS в когерентные станции - он немного проигрывал по шумам именно из-за шумов в дальней зоне -150 дБн/Гц, правда тогда был упрощенный алгоритм фильтрации местников, шумы сворачивались со всей полосы в рабочую, как если бы перед АЦП не было аналогового фильтра.

 

Из-за отгрузок. На шине сидят две микросхемы, требующие отгрузки 4-5 регистров по 32 бит (в среднем) на каждую. Скорость, в лучшем случае, 25 Мбит/с. Вот и получается - 8 мкс только на это дело, а реально - 15-20 мкс.

Скорость возможна немного больше, если речь об LMX, с другими микросхемами - аналогично. По скорости записи можно ориентироваться на частоту работы ядра сигма-дельта модулятора. Получается микроконтроллер ограничивает скорость, зачем?

[Cach 0]

В современной радиолокации и измерительных приборах по каналу приема достижима динамика порядка 150 дБ, и чаще она ограничивается АЦП. Большой входной сигнал не должен снижать чувствительность по соседним каналам. Лет 10 назад пробовали встраивать QS в когерентные станции - он немного проигрывал по шумам именно из-за шумов в дальней зоне -150 дБн/Гц, правда тогда был упрощенный алгоритм фильтрации местников, шумы сворачивались со всей полосы в рабочую, как если бы перед АЦП не было аналогового фильтра.

QS в станции работал в S-диапазоне?

 

Из-за отгрузок. На шине сидят две микросхемы, требующие отгрузки 4-5 регистров по 32 бит (в среднем) на каждую. Скорость, в лучшем случае, 25 Мбит/с. Вот и получается - 8 мкс только на это дело, а реально - 15-20 мкс.

Для изменения частоты требуется прогрузить максимум 5 регистров по 24 бит, получаем 120 бит. При скорости SPI 25 Мбит/с получаем время на отгрузку приблизительно 5 мкс, оставшиеся 5 мкс остаются на переходный процесс в петле. Теоретически можно достичь 10 мкс на перестройку. При ручной установке диапазона ГУН, конечно.

Изменено 12 февраля, 2018 пользователем Cach

[Dr.Drew 4]

Как видно из рисунка шумов, система явно не однопетлевая. В ней есть еще микросхемы под управлением SPI на скорости не более 25 Мбит/с с тем же объемом передаваемых данных. Вот вам и 10 мкс на отгрузки. Выбор микроконтроллера в данном случае обоснован ценой, поддержкой USB+SPI+UART и команд SCPI. Его скоростей вполне достаточно. Добавьте несколько мкс на обработку команд и захват частоты и будут вам все 15-20 мкс в лучшем случае. Устраивать оверклок у меня пока задачи нет. Много времени уходит на вылавливание блох. Надеюсь, что получится уместиться в энергоресурс USB 3.0.

Изменено 12 февраля, 2018 пользователем Dr.Drew

[khach 33]

А встроенную аппаратную рампу LMX2594 использовать можно (Frequency Ramp and Chirp Generation Ability for FMCW Applications)? Хотя б в небольшом диапазоне частот? Или архитектура синтезатора не позволит?

Я вот размышлял по поводу табличноги свипа частоты на базе AD9102, но тоже проблемы с синхронизацией лезут между узлами.

[Dr.Drew 4]

Автокалибровку, необходимую для пилы, запустить не получается.

[Cach 0]

Как видно из рисунка шумов, система явно не однопетлевая. В ней есть еще микросхемы под управлением SPI на скорости не более 25 Мбит/с с тем же объемом передаваемых данных. Вот вам и 10 мкс на отгрузки. Выбор микроконтроллера в данном случае обоснован ценой, поддержкой USB+SPI+UART и команд SCPI. Его скоростей вполне достаточно. Добавьте несколько мкс на обработку команд и захват частоты и будут вам все 15-20 мкс в лучшем случае. Устраивать оверклок у меня пока задачи нет. Много времени уходит на вылавливание блох. Надеюсь, что получится уместиться в энергоресурс USB 3.0.

А я-то подумал, что у вас шумы микросхемы в чистом виде. Успел даже обрадоваться современному прогрессу в построении синтезаторов на одном чипе

[Dr.Drew 4]

:) LMX2594 работает так, как и должен по идее - ЧФД, ГУН, дробный делитель и все остальне задействовано. Шумы ЧФД подавлены, для чего и потребовалось нарастить сложность архитектуры. Весь синтезатор - 11 микросхем, из них да ФАПЧа, усилители, смесители и мелочь, плюс опора, питание микроконтроллер. По площади он реально меньше пластиковой карты.

[Cach 0]

:) LMX2594 работает так, как и должен по идее - ЧФД, ГУН, дробный делитель и все остальне задействовано. Шумы ЧФД подавлены, для чего и потребовалось нарастить сложность архитектуры. Весь синтезатор - 11 микросхем, из них да ФАПЧа, усилители, смесители и мелочь, плюс опора, питание микроконтроллер. По площади он реально меньше пластиковой карты.

Если не секрет, как давите шумы ЧФД? Используете цепочку генератор-генератор гармоник-смеситель-перестраиваемый фильтр-LMX_REF, сигнал с выхода LMX заводите на второй вход смесителя?

Изменено 13 февраля, 2018 пользователем Cach

[Dr.Drew 4]

Примерно так и есть

Cach, если получится, с Вас Джэка Дэниэлса за идею. Судя по активности, Вы где-то недалеко от меня... :)

Изменено 13 февраля, 2018 пользователем Dr.Drew