[Vitaly_K 0]

А как там дела у Виталия Козлова, чья тема коррелирует с текущей?

Разве его тема не соответствует выкидыванию PD?

Есть мнение, что его расщепитель фаз до 20 ГГц реален в технологии GaN.

Ирония судьбы: сначала узнал про расщепитель фаз о Виталия.

Теперь уже профессионально занимаюсь расцепителями фаз

Дела мои остаются на месте, ни на йоту не продвинулись, в точности с вашими предсказаниями. Ну а в мире наблюдается некоторое шевеление. Спустя два десятилетия после моих патентов, российского и американского, стали появляться зарубежные на эту же тему, см. прилагаемый список. Правда, они слабоватые, дальше 4-х фаз не идут, но со временем, возможно, через последующие десятилетия (чёрный юмор) додумаются и до большего. Вас же поздравляю с восприятием идеи. Кстати, её тоже можно, пожалуй, причислить к среднему между DDS и схемами с ФАПЧ.

_______________.zip

 

[rloc 43]

Сначала возможные подводные камни.

Да, камни тоже встречаются.

 

Сначала введение: почему инжекция сигнала? чем она лучше фильтра на одном резонаторе?

Я считаю, при инжекции сигнала в процессе фильтрации участвуют два явления: селектирующие свойства самого резонатора и кросс-корреляция инжектируемого сигнала с частотой ГУНа (1-ый слайд). Дополнительно к селектирующим свойствам резонатора, на активный элемент можно возложить функции умножения добротности (эквивалентной), как в регенеративном приемнике (интересная штука, рекомендую попробовать), но работающим за порогом стабильности. Условием умножения добротности должно быть приближение мощности компенсации к мощности потерь в резонаторе, т.е. к границе срыва колебаний. Напомню, по материалам статьи собственная добротность резонатора определяется индуктивностью и равна 10. Увеличение инжектируемой мощности (тока) сравнимо с увеличением коэффициента связи и снижением нагруженной добротности - это гибкий инструмент влияния на выгодных для нас условиях. Процесс кросс-корреляции эквивалентен работе ФД - вырабатывается сигнал ошибки, возвращающий фазу колебаний к фазе опорной частоты.

 

1. ”Note that this technique can hardly be applied to a simple VCO without a companion phase-locked loop (which ensures the frequency accuracy), since the locking may fail due to the narrow lock range and PVT variations [12], [13].” – стр. 1540

3. ”The lock range affects the noise shaping of an injection-locked PLL significantly. It is worth noting that the lock range degrades as N increases.” – стр. 1542

С точки зрения селектирующих свойств, подавления внеполосных составляющих, узкая полоса (высокая эквивалентная добротность) для нас конечно более выгодна, а с точки зрения гарантии захвата и скорости - нет. По материалам статьи, разработчики не используют влияние (или не имеют возможности) на процесс колебаний. Косвенно этот механизм присутствует в виде зависимости полосы и падения мощности от номера гармоники (слайд. 2).

 

2. ”Note that the noise suppression technique could never be practical for a standalone injection-locked oscillator without frequency-tracking PLL [e.g., Fig. 3B] because the PVT variations would cause substantial performance degradation or simply fail the locking.” – стр. 1542

При узкой полосе вполне логично было использовать ФАПЧ для предустановки, и получилось очень изящно (с небольшими изъянами), без отключения вспомогательной петли, над чем мы совсем недавно ломали голову. В противоположность рассматриваемому случаю, в схемах, где нет высоких требований к внеполосным составляющим (цифровые делители частоты с инжекцией сигнала), генератор нагружают достаточно высокой мощностью инжектируемого сигнала и проблем с захватом нет.

 

4. ”The analysis in Section II implies that a stable and well-behaved subharmonic locking can be achieved, given that the frequency ratio N is less than 10. If we use single-edge injection to lower the power, the maximum N will be cut by half because the effective injection current is reduced by the same amount. To develop general-purpose PLLs which may have much higher divide ratios, we must realize the injection locking in multiple steps.” – стр. 1547

Возвращаемся к вопросу о необходимости регулировки инжектируемой мощности.

 

5. ”One issue hidden behind the beauty of the injection-locked PLLs is the pulling between the two locking forces, namely, the phase locking (from the reference PLL) and the injection locking (from the injection signal).” – стр.1544

6. ”Called ”pseudo locking”, this state can never reach a real locking either in phase or frequency.” – стр. 1546

Конечно, нельзя назвать удачной реализованную схему (слайд. 3)

 

Десять лет пролетело, а коммерческого продукта нет (во всяком случае, я не встречал).

Да, мы не знаем, во что трансформировался опыт )

 

Предлагаю плавно снижать мощность инжектируемого сигнала в процессе переключения, захвата частоты (слайд. 4), с соответствующим переходом от широкой полосы к узкой. Поднять мощность, если не хватает, хотя на логических элементах далеко не разгуляешься. Подумать над схемотехникой самого ГУНа, с точки зрения уменьшения потерь при самодетектировании, повышения крутизны х-ки. Предварительная подстройка частоты может быть достаточно грубая, скажем до 500 МГц, с помощью ЦАП. После - полоса удержания намного шире полосы захвата.

 

FastInjection.pdf

[khach 33]

Да, мы не знаем, во что трансформировался опыт )

Неплохую теорию можно найти в описании инжекционных прескалеров. Которые суть те же ГУНы, но с инжекционной синхронизацией именно гармоникой, а не субгармоникой основного сигнала. Т,е частота инжектируемого сигнала кратно выше частоты генерации.

Использование инжекционных прескалеров это один из вариантов построения петли синтеза на частотах, где счетные прескалеры "не успевают". Т,е на частотах выше 20-200 ГГц в зависимости от полупроводника и/или топологической нормы.

 

[Chenakin 12]

При узкой полосе вполне логично было использовать ФАПЧ для предустановки, и получилось очень изящно

Интересно было бы продумать процесс отключения поисковой ФАПЧ, чтобы она не тянула фазу после перезахвата. Тогда можно было бы использовать дробную ФАПЧ для подстройки на любую частоту.

 

Предлагаю плавно снижать мощность инжектируемого сигнала в процессе переключения, захвата частоты (слайд. 4), с соответствующим переходом от широкой полосы к узкой.

Такую концепцию с двумя ЦАП простой не назовешь.

 

Да, мы не знаем, во что трансформировался опыт )

Это верно. По-хорошему, надо бы провести детальный обзор литературы и до, и после этой статьи, посмотреть, как решались проблемы, и что имеется на сегодняшний день. Следующее утверждение авторов представляется бесспорным: “Unfortunately, scientists and engineers thus far have neither paid enough attention to it nor recognized its powerful potential.” Собираетесь ли Вы проводить какие-то эксперименты, или это чисто познавательная дискуссия? Кстати, в статье приведена простая схема генератора гармоник (помимо инжекционной ФАПЧ), которая может получиться гораздо более технологичнее SRD. Не хотите попробовать?

 

 

Неплохую теорию можно найти в описании инжекционных прескалеров. Которые суть те же ГУНы, но с инжекционной синхронизацией именно гармоникой, а не субгармоникой основного сигнала. Т,е частота инжектируемого сигнала кратно выше частоты генерации.

Согласно приведенной статье случай с прескалерами будет соответствовать N<1, что обеспечивает наиболее широкую полосу захвата.

[rloc 43]

Интересно было бы продумать процесс отключения поисковой ФАПЧ, чтобы она не тянула фазу после перезахвата. Тогда можно было бы использовать дробную ФАПЧ для подстройки на любую частоту.

В статье с отключением экспериментировали, но разрыва фазы при переключении не избежать - это лишнее время на установление.

 

Такую концепцию с двумя ЦАП простой не назовешь.

Вернемся к слайду 4. Да, но избыточность ЦАП1 под вопросом, все зависит от варианта построения аттенюатора, основная цель - минимум вносимых шумов и широкополосность. Дальше, варианты развития такие: если аттенюатор ступенчатый - ЦАП1 вырождается, если аналоговый - с высокой долей вероятности допустимо использование простой RLC цепочки для придания нужной формы. С ЦАП2 моя позиция жестче, ФАПЧ менее предсказуема для быстрой подстройки, тонкий тюнинг параметров рискует превратиться в шаманство. Для примера, что есть из доступных и простых ЦАПов с малым временем установления? DAC7811 есть ... , достаточно.

 

Собираетесь ли Вы проводить какие-то эксперименты, или это чисто познавательная дискуссия?

Считаю наиболее важным направлением, эксперименты - да.

 

Кстати, в статье приведена простая схема генератора гармоник (помимо инжекционной ФАПЧ), которая может получиться гораздо более технологичнее SRD. Не хотите попробовать?

CMOS технология мне по душе, к сожалению в дискретном виде нет доступных элементов на ГГц частоты. Умножение на логических элементах - вполне рабочий вариант. Сергей собирал умножитель на CML логике, и хорошо если кратко поделится результатами. По SRD - в оригинале скорее нет, альтернативный вид на биполярном транзисторе - однозначно да. По транзистору - хорошая мощность, повторяемость, но спектр гармоник в дискретном исполнении сильно ограничен частотными свойствами доступных элементов, емкость коллектора 0.15 пФ - самое лучшее, и как итог - импульс длительностью 35 пс в лучшем случае (при снижении мощности).

 

В Phasematrix были генераторы с кодовой установкой частоты, без ФАПЧ. Можно немного о технологии достижения стабильной точности в 1 МГц?

 

 

Т,е на частотах выше 20-200 ГГц

Мне кажется вы пробовали свои силы в полупроводниковых технологиях, есть успехи?

[VCO 0]

Вас же поздравляю с восприятием идеи. Кстати, её тоже можно, пожалуй, причислить к среднему между DDS и схемами с ФАПЧ.

_______________.zip

Так вы может не всё понимаете, так как мы всё время разговаривали "на разных языках".

Смысл идеи PDS был понятен сразу - это отсутствие деления в петле, вместо деления - расщепление.

Мне не понятно было то, почему увидев, что идея не работает на практике, Вы прекратили работу.

Точнее, сам синтезатор работал, а ощутимых результатов не было. Помочь я Вам ничем не смог бы.

 

А то, чем я сейчас занимаюсь - это расцепители 3-фазной сети 50Гц от 100 до 1600 А.

Я справился и с ДНЗ и с ДР, но при переезде в новое здание мне не хватило места в Скарде.

Теперь всё по новой, но уже в принципиально иной отрасли электроники, не менее сложной.

 

Но я и сейчас жалею, что не ушёл из электроники, просто ничего другого я пока не умею.

Навыки программиста за 10 лет в СВЧ полностью утрачены, да и мозги уже не те. Так вышло.

Увы, но занятие синтезом ни мне, ни Вам не принесло ничего хорошего. Только потеря времени...

[Chenakin 12]

В Phasematrix были генераторы с кодовой установкой частоты, без ФАПЧ. Можно немного о технологии достижения стабильной точности в 1 МГц?

Да ничего особенного. Температурный датчик и термокалибровка. Потом были мысли интегрировать что-то типа счетчика, чтобы делать в процессе адаптивную перекалибровку, чтобы учесть другие моменты (старение и т.д.), но особенно это никуда не пошло.

Но я и сейчас жалею, что не ушёл из электроники, просто ничего другого я пока не умею.

Навыки программиста за 10 лет в СВЧ полностью утрачены, да и мозги уже не те. Так вышло.

Увы, но занятие синтезом ни мне, ни Вам не принесло ничего хорошего. Только потеря времени...

VCO, очень жаль, что Вы ушли из СВЧ. Вообще, эта область специфическая, а специализация в чем-то (тот же синтез) делает специалистов с десятилетним опытом уникальными. В компаниях (да и во всей индустрии) действительно грамотных спецов можно пересчитать по пальцам. Так, чтоб все сложилось – это и ”Троя”, и встретить хороших людей, да и везение к тому же (так чтоб всё сложилось в нужный момент). А неудовлетворённость… Наверное, это нормально. Думаю, ситуация похожая что здесь, что там. Видел, как приходят инженеры (не студенты), которые не знают, что такое 6 дБ на октаву, не говоря уже о каких-то премудростях SRD. Лет десять и уходит, чтобы приобрести необходимые знания и опыт, набивая собственные шишки, конфликтуя и ругая начальство (которое не понимает, не ценит и т.д.), проходя через неудовлетворённость и метания. Правильно ли сделан выбор? Трудно сказать. Может да, а может и нет. Обычно, всем (и мне в том числе), кажется, что нет. Но это хорошо жить задним умом. Только вот после 10 лет приобретения опыта (бесценного на самом деле) я никому не советую менять сферу деятельности (и у себя приходилось такие советы давать вполне устоявшимся инженерам). Получается, вы просто выбрасываете тот интелектуальный капитал, который трудом и потом заработали. А получится что-то с нуля на другом поприще никто не знает. Но, выбор сделан (Вами или за Вас). Остается надеяться, что он будет удачным и пожелать Вам в этом успехов. Всё, что не делается, делается к лучшему. Ну, и оставайтесь в теме (в широком смысле), никто не знает, как что завтра обернется.

Изменено 2 марта, 2018 пользователем Chenakin

[VCO 0]

VCO, очень жаль, что Вы ушли из СВЧ. Вообще, эта область специфическая, а специализация в чем-то (тот же синтез) делает специалистов с десятилетним опытом уникальными. В компаниях (да и во всей индустрии) действительно грамотных спецов можно пересчитать по пальцам.

Спасибо на добром слове, но я себя к грамотным спецам в синтезе как раз и не относил. Я - скорее генератор идей, чем прилежный исполнитель.

Мне нравилась тема до тех пор, пока я не осознал бесперспективность своего положения на предприятии, поэтому попросил шефа отпустить меня.

А получится что-то с нуля на другом поприще никто не знает. Но, выбор сделан (Вами или за Вас). Остается надеяться, что он будет удачным и пожелать Вам в этом успехов. Всё, что не делается, делается к лучшему. Ну, и оставайтесь в теме (в широком смысле), никто не знает, как что завтра обернется.

Кстати, я Вам также желаю удачи, учитывая то, как Вас пошвыряло по разным предприятиям в последние годы (Phase Matrix, National Instruments, Anritsu, Micro Lambda). И кстати, задумайтесь таки о тех идеях, которые я сгенерировал для DDS (Ну Вы помните, рандомизация и времени, и напряжения ЦАП).

Математически это реализуется куда как проще, чем те самые самокалибрующиеся высокопроизводительные ЦАПы, хотя частота будет конечно пониже.

 

Насчёт перспектив на новом месте: я скорее на старом закис и обленился. Сейчас осваиваю программирование STM32, ЦОС, совершенствую навыки в AD.

И это только начало, дальше планируется применение DSP и инструментальных усилителей, с которыми никогда не имел дела. Так что, пашу как лошадь

[rloc 43]

Назрела необходимость, спонтанно, на текущий момент времени поблагодарить всех участников этого форума за острые вопросы, горячие дискуссии, душевный юмор. Просто, без каких-либо мыслей о смене вектора движения, даже наоборот, определения более строгого направления. У меня было много областей деятельности, все они связаны с электроникой. Чем буду заниматься, я знал с детства, без сомнений до настоящего времени. Выражаю огромную благодарность отцу (патенты, приемник Юность-202, модернизация Юность-105, журнал Радио, студийные вспышки) привившего любовь к электронике. Начало - это 6-7 лет, приемники прямого усиления, прямого преобразования (Поляков), регенеративные, сверхрегенеративные. Немного позже, в школе, собирал с отцом цифровые схемы, импульсные источники питания. В институте - фотоэлектронные преобразователи, студийные вспышки. В профессиональной сфере - цифровые сигнальные процессоры, FPGA, высокоскоростные АЦП/ЦАП, СВЧ тракты МШУ, СВЧ усилители мощности до 2кВт, фильтры на МПЛ/ДР, ГУНы, узкополосные синтезаторы с прямым преобразованием. И везде со временем приходило насыщение: а что еще можно сделать нового, куда развиваться? Если бы не QS Александра, не почувствовал бы, насколько интересна тема синтезаторов, насколько много может быть вариантов решений одной задачи, что любой сложный вопрос может иметь простое решение. Если бы не темы Андрея о кварцевых генераторах и умножении на варикапе, не разобрался бы с кварцевыми резонаторами и процессами рассасывания в биполярных переходах. Если бы не Сергей, развитие направления с ЦАП могло просто заглохнуть, не познакомился бы воочию с сапфировыми генераторами и частотной стабилизацией, не узнал бы, насколько сложны в изготовлении и настройке фильтры на объемных резонаторах. Если не Евгений (VCO), не почувствовал серьезность проблем с SRD, необходимость поиска замены. Если бы не Виктор (ledum), меньше было бы в моей копилке оригинальных схемотехнических решений. khach пишет о 200ГГц - вообще космос, другое измерение, страшно туда заглядывать. Олег (Шаманъ), тау, vhk, noise, AFK, не всех знаю по имени, частенько преподносят приятные сюрпризы в виде оригинальных алгоритмов решения.

Такой концентрации интересных людей пока не встречал ни в одной теме. Многочисленные спорные вопросы вызывают здоровую злость внутри - это бодрит, держит в тонусе и заставляет двигаться вперед. Сказанное можно воспринимать, как напутствие на плодотворную работу, в первую очередь сомневающимся.

[Шаманъ 0]

Кстати, в статье приведена простая схема генератора гармоник (помимо инжекционной ФАПЧ), которая может получиться гораздо более технологичнее SRD. Не хотите попробовать?

Я с подобным вариантом экспериментировал. NL27WZ86 давала до 900МГц гармоники с приличным уровнем, потом наблюдался быстрый спад (умножались 60МГц), SN74LVC1G86 выше 500МГц не смотрел. Но меня интересовал не лес гармоник, а умножение на определенное четное число (на два и на шесть), и здесь больше всего мне понравился вариант когда лог. элемент в цепи задержки заменен Г-звеном и его подстройкой можно добиться максимальной амплитуды нужной гармоники (есть подозрения, что и лес гармоник в таком варианте будет получше выглядеть). Как по мне очень удобный вариант, удвоитель так вообще шикарный выходит (с неплохим подавлением основной и третьей гармоники).

 

Пара картинок - опора 60МГц, лог элемент в цепи задержки:

 

Здесь звено настроенное на максимум шестой гармоники:

 

обратите внимание на уровни гармоник. Шумы умножителя не смотрел - схема не нашла применения у меня.

[тау 23]

обратите внимание на уровни гармоник.

фотошоп. :rolleyes:

когда после ХОR уровень 2-й гармоники максимальный для 120М стоило бы ожидать на 3-й(360М) от -10 до -20 dBc. Это шаманство колдунство какое-то .

[Шаманъ 0]

фотошоп. :rolleyes:

когда после ХОR уровень 2-й гармоники максимальный для 120М стоило бы ожидать на 3-й(360М) от -10 до -20 dBc. Это шаманство колдунство какое-то .

Ну там как бы и есть -10дБс относительно уровня второй гармоники :) Кроме того на первой картинке задержка сделана обычным лог. элементом, соответственно не факт, что уровень второй гармоники был максимальным - он был таким какой получился.

[тау 23]

Ну там как бы и есть -10дБс

ааа, я то, по простоте, смотрю зеленую линию спектра и вижу -90

[VCO 0]

Я с подобным вариантом экспериментировал. NL27WZ86 давала до 900МГц гармоники с приличным уровнем, потом наблюдался быстрый спад (умножались 60МГц), SN74LVC1G86 выше 500МГц не смотрел.

Актуален вопрос умножения не до 1 ГГц (там вариантов много, и ваш - увы не идеален), а от 1 до 4 ГГц. Вот там я реально шаманил с ДНЗ.

Закончилось конструкцией в стиле "матрёшка": Кольцо диаметром 3 ммм, внутри кольцо - 2.5 мм, внутри кольцо - 2 мм... И всё работает!

Кольца распаиваются между двумя большими СВЧ-кондерами, второй дублируется двумя меньшими номиналами справа и слева от бОльшего.

Вначале, когда кольца параллельны земле, ничего не работает. Отгибаются крылышки меньшего кольца - заработало! Дальше - с бОльшими.

Регулировка системы колец оптимизирует ФШ, АШ и паразиты ДНЗ. В итоге получаются седлообразные цепи согласования ДНЗ с нагрузкой.

[Шаманъ 0]

ааа, я то, по простоте, смотрю зеленую линию спектра и вижу -90

На момент когда я экспериментировал с этим делом (прошлым летом) у меня не было доступа к анализатору спектра, потому воспользовался комбинацией генератор+смеситель+звуковая карта. В этом варианте уровень каждой гармоники измеряется отдельным замером, потому и такая странная картинка. :)