[Sergey Beltchicov 0]

Для того чтобы "подогреть" синтезаторную тему, поделюсь недавними результатами обмеров нашего нового прямосинтезного генератора.

Собственно, были выполнены измерения СПМ ФШ "модуля крупного шага". Частоты синтезированные.

То, что по маркеру частота не соответствует написанной, обусловлено техникой измерения. Все измерения выполнялись методом смешения с сапфировым генератором без частотной стабилизации.

На самом последнем скриншоте показан фазовый шум этого вспомогательного генератора, использовавшегося для сброса измеряемой частоты вниз.

 

Александр, как новая работа в Анритсу? Долго ли ждать нового поколения синтезаторов?

 

 

И в качестве небольшого офф-топика

Никто не знает, как инженер из брошюры Кисайта умудрился получить такие спектры из автогенератора, собранного у него на столе?

Изменено 8 декабря, 2014 пользователем Sergey Beltchicov

[Vitaly_K 0]

Вопрос к Александру.

Как-то на этом форуме Вы высказались (13.08.2014) о более благоприятной перспективе для прямого аналогового синтеза в сравнении с системами на ФАПЧ. Хотелось бы услышать подробнее, на чём основана такая Ваша позиция.

Возьмём, к примеру, серию синтезаторов FS2000 фирмы Aeroflex (http://ams.aeroflex.com/ascs/pdfiles/synthesizers/FS2000.pdf), признанной несомненным лидером в разработках синтезаторов по чисто прямому аналоговому методу. Для наглядности привожу картинку некоторых из основных характеристик, а подробнее см. по приведенной выше ссылке.

По сравнению с QS cпуры на порядок хуже. Фазовые шумы в пределах отстроек 20 кГц примерно одинаковые, а дальше – значительно хуже. Время переключения – 1 миллисекунда, т.е. тоже не лучше чем у QS. (Оно и понятно, после каждого смесителя – фильтр, и их там, как говорят хохлы, «чимало»). Габариты – на порядок бОльшие. Потребление прямо-таки чудовищное – 250 Вт. Ну и цена, видимо, немалая (не нашёл).

И где ж тут преимущества в сравнении с QS? Ну хотя бы по одному параметру. Или я чего-то не понимаю?

 

[rloc 45]

FS2000 в 1986 году действительно был неплохой генератор. Время перестройки пишут - <1 микросекунды. Да, были "большие динозавры", история движется по спирали, опять возвращаемся к истокам, в свете новых технологий.

[Sergey Beltchicov 0]

Вопрос к Александру.

Как-то на этом форуме Вы высказались (13.08.2014) о более благоприятной перспективе для прямого аналогового синтеза в сравнении с системами на ФАПЧ. Хотелось бы услышать подробнее, на чём основана такая Ваша позиция.

Возьмём, к примеру, серию синтезаторов FS2000 фирмы Aeroflex (http://ams.aeroflex.com/ascs/pdfiles/synthesizers/FS2000.pdf), признанной несомненным лидером в разработках синтезаторов по чисто прямому аналоговому методу. Для наглядности привожу картинку некоторых из основных характеристик, а подробнее см. по приведенной выше ссылке.

По сравнению с QS cпуры на порядок хуже. Фазовые шумы в пределах отстроек 20 кГц примерно одинаковые, а дальше – значительно хуже. Время переключения – 1 миллисекунда, т.е. тоже не лучше чем у QS. (Оно и понятно, после каждого смесителя – фильтр, и их там, как говорят хохлы, «чимало»). Габариты – на порядок бОльшие. Потребление прямо-таки чудовищное – 250 Вт. Ну и цена, видимо, немалая (не нашёл).

И где ж тут преимущества в сравнении с QS? Ну хотя бы по одному параметру. Или я чего-то не понимаю?

 

Хотя вопрос обращен не ко мне, позволю себе ответить развернуто по этой теме. Уместнее говорить о сравнении самих методов прямого синтеза и синтеза косвенного, а не о конкретных реализациях в рамках каждого из них. Прямой синтез является более перспективным с точки зрения достижения некоторых критических синтезаторных параметров.

1) Первым таким параметром является скорость. Для систем с ФАПЧ (систем косвенного синтеза) примерными непреодолимыми барьерами являются: 1 мсек для синтезаторов на ЖИГ, 1 мксек для синтезаторов на ГУН. Достичь субмикросекундных скоростей можно только при помощи прямого синтеза. Вот эта фраза

Оно и понятно, после каждого смесителя – фильтр, и их там, как говорят хохлы, «чимало»)

представляется мне лишенной смысла. Смеситель работает мгновенно, фильтр (в прямом синтезе они достаточно широкие) будет иметь задержки на уровне единиц наносекунд. Плюс десяток-два наносекунд на ключах. В общем, накладные расходы от выдачи команды на DDS и ключи до появления частоты на выходе, вполне реально уложить в бюджет, эдак, 200 нсек. Хотя это и нетривиальная работа.

2) Вторым параметром являются фазовые шумы. Много раз подчеркивал, что у малошумящего генератора, работает ли он по прямому синтезу или же по косвенному, фазовые шумы определяются "генератором крупного шага" (в системе ФАПЧ это оффсетная сетка). Если крупно-шагающий генератор у вас хороший, то дополнительными значимыми источниками шумов будут синтезатор малого шага (у некоторых косвенных генераторов фиксированная опорная частота) и у генератора с ФАПЧ - частотно-фазовый детектор. Достоинством прямосинтезного генератора является то, что ЧФД как источник шума выбрасывается. В случае с ФАПЧ можно использовать, правда, хитрые приемчики, типа подавления шумов ЧФД с помощью умножителей. Но в реальности получить на косвенном синтезе шумы лучше, чем на прямом, мягко говоря, крайне затруднительно.

Если дальше идти по пентаграмме Александра, можно отметить следующее:

3) Спуры. Генератор прямого синтеза можно сделать сопоставимым по спурам с генератором косвенным. Но это будет стоить серьезных аппаратных усилий. Потому как концептуально генератор с ФАПЧ это даунконвертор, где ФАПЧ берет на себя функцию преселектора. А вот прямосинтезный генератор это, по сути, апконвертор, где выходной преселектор нужно реализовывать по-честному: в виде банка серьезных фильтров и ключей. Даже при наличии красивого частотного плана, как в квике.

4) В условиях наличия шустрых DDS любой целесообразный малый шаг достижим что в прямом, что в косвенном синтезе. Поэтому здесь преимуществ не будет иметь ни тот, ни другой метод.

5) По цене прямой синтез в большинстве случаев при прочих равных будет проигрывать косвенному, потому что качественного железа нужно больше.

 

PS "Несомненным лидером в разработках синтезаторов по чисто прямому аналоговому синтезу" фирму Аэрофлекс считают, главным образом, менеджеры по продажам этой компании, выступающие перед своей клиентурой. И то не факт, что искренне считают. Вы берете древнюю и сравнительно убогую (в свете реалий нынешнего дня) модель прямосинтезного генератора и сравниваете ее с генератором, появившимся пару десятилетий спустя. Сравните квик с UXG или лучше со скринами, которые приведены постом выше, и некоторые преимущества прямого синтеза станут понятнее.

Изменено 8 декабря, 2014 пользователем Sergey Beltchicov

[rloc 45]

К вопросу Сергея, почему Кейсайт, измеряя частотно-стабилизированный генератор (металлический цилиндр), получает какой-то непонятный спектр. Отвечаю, на вход UXA можно вообще ничего не подавать, и уже видеть спектр

 

 

В левом верхнем углу - подручный инструмент инженера-разработчика высокого уровня.

 

 

 

[saab 2]

Столько химии и в таком коллве, да это же какой организм выдержит бэз вотки.

Вот тут довольно вкусно выглядит для меня, кто нить пробовал.

Серийный Hittite, но подозреваю драконовские меры по питанию и референсу.

hmc769lp6c.pdf

[rloc 45]

Столько химии и в таком коллве, да это же какой организм выдержит бэз вотки.

Все было ) Вкусно, аж "кнопочки оближешь". Прошу прощения за небольшой офф.

[saab 2]

Все было ) Вкусно, аж "кнопочки оближешь". Прошу прощения за небольшой офф.

 

Как насчет Hittite HMC769LP6.

[rloc 45]

Что в нем особенного? Шумы как шумы, ГУН неплохой, кучку таких разместить на одном кристалле и будет хорошая замена октавнику. Еще 10 дБ по шумам в QS можно вытянуть.

[Chenakin 12]

Для того чтобы "подогреть" синтезаторную тему, поделюсь недавними результатами обмеров нашего нового прямосинтезного генератора.

Да, хороший разогрев.

 

Александр, как новая работа в Анритсу? Долго ли ждать нового поколения синтезаторов?

В любой приличной компании есть NPI (new product introduction) процесс, который требует проведения огромного кол-ва тестов, квалификаций, проверок, перепроверок, набора статистики и т.д. Наверное, это правильно (особенно для измерительной аппаратуры), хотя и утомительно. Так что, как не крути, а несколько лет отдай. Посмотрим, что с этим можно поделать.

 

Вопрос к Александру.

Как-то на этом форуме Вы высказались (13.08.2014) о более благоприятной перспективе для прямого аналогового синтеза в сравнении с системами на ФАПЧ. Хотелось бы услышать подробнее, на чём основана такая Ваша позиция.

Я лишь соглашусь с Сергеем, что прямой аналоговый синтез потенциально имеет пр-ва по основным показателям – скорости и шумам. Дополнительно отмечу, что прямой синтезатор, выполненный в виде апконвертора, позволяет переносить необходимую форму на нужную (высокую) частоту, а это может быть IQ-модуляция (сравнительно просто сформированная на низкой фиксированной частоте), сверхширокополосная частотная модуляция и другие, возможно, досель неиспользуемые спектры.

 

Возьмём, к примеру, серию синтезаторов FS2000 фирмы Aeroflex

Ну и цена, видимо, немалая (не нашёл).

Легко может перевалить за $100K. В дополнение – низкая надёжность.

FS2000 в 1986 году действительно был неплохой генератор. Время перестройки пишут - <1 микросекунды. Да, были "большие динозавры", история движется по спирали, опять возвращаемся к истокам, в свете новых технологий.

Именно это сподвигло и Кийсайт, и Гигатроникс на аналогичные подвиги, чтобы потеснить из этой ниши Аэрофлекс. Но вот спирали тут не видно никак, всё те же монстры. Могу лишь согласиться с ранним комментарием Андрея:

Глядя на прибор, у меня появляется ощущение кризиса в синтезаторостроении. Уж очень дубовая архитектура для попытки шагнуть вперед.

 

5) По цене прямой синтез в большинстве случаев при прочих равных будет проигрывать косвенному, потому что качественного железа нужно больше.

Прочих равных у косвенного синтеза может вообще не получится (наносекунды с -150 дбН/Гц). Также сдается мне, что начинку прямого синтеза можно сильно удешевить, если остановиться на шумах как у UXG или Аэрофлекс. Но кто ж будет рубить сук, на котором сидишь?

 

Тут можно интересно порассуждать, что можно сделать, если понять, какие параметры (скорость, шумы, диапазон частот) действительно необходимы.

 

 

[VCO 0]

Прочих равных у косвенного синтеза может вообще не получится (наносекунды с -150 дбН/Гц).

Александр, а откуда взялись подобные скептические сомнения?

Разве не могут теоретически PFD работать на частоте выше 1 ГГц?

Разве нельзя сделать ФНЧ высокого порядка на частоты до 1 ГГц?

Разве нельзя сделать полностью параллельный LVDS-интерфейс?

Тут можно интересно порассуждать, что можно сделать, если понять, какие параметры (скорость, шумы, диапазон частот) действительно необходимы.

Как всегда - каждому своё. Вам проще проанализировать текущее состояние рынка модульных синтезаторов и сравнить его с предыдущими раскладами, чтобы понять это, чем делать статистический опрос, в котором будет участвовать "муж с женой, брат с сестрой да муж с шурином", да ещё и с сугубо субъективным суждением.

Моё личное мнение Вы уже знаете: Помимо высокой скорости перестройки будут интересовать форма спектра по ФШ (а не просто ФШ на такой-то отстройке) и низкий уровень ПСС и субгармоник. Короче, сверхмалошумящий мультиоктавный мгновенно-перестраиваемый СВЧ-генератор ;)

[Sergey Beltchicov 0]

Александр, а откуда взялись подобные скептические сомнения?

Разве не могут теоретически PFD работать на частоте выше 1 ГГц?

Разве нельзя сделать ФНЧ высокого порядка на частоты до 1 ГГц?

Разве нельзя сделать полностью параллельный LVDS-интерфейс?

 

PFD, работающие на частоте выше 1ГГц, имеются: HMC439QS16G. Но собственные шумы на 1 ГГц он имеет -143 дБн/Гц. И их еще надо выжать. Так что -150 уже не проходит.

Работать с полосой петли >10 МГц представляется проблематичным.

Но главное: в самой идее использовать УГ и ФАПЧ для скоростного и одновременно малошумящего синтеза ИМХО заложено концептуальное противоречие.

Ведь зачем вообще нужен косвенный синтез с ФАПЧ? Для того чтобы упростить синтез прямой ценой определенного компромисса в параметрах.

Если у вас ФАПЧ с полосой >10 МГц, это значит что в петле лежат шумы опоры. Вплоть до отстроек 10 МГц. А это значит что эту опору (сетку опорных частот) Вам уже все равно нужно делать. С низкими фазовыми шумами. И в прямом синтезе нужно делать то же самое. То есть сложность косвенного синтезатора стремительно приближается к прямому. Так не проще выбросить тогда УГ, ЧФД и компромиссы с ними связанные?

 

В любой приличной компании есть NPI (new product introduction) процесс, который требует проведения огромного кол-ва тестов, квалификаций, проверок, перепроверок, набора статистики и т.д. Наверное, это правильно (особенно для измерительной аппаратуры), хотя и утомительно. Так что, как не крути, а несколько лет отдай. Посмотрим, что с этим можно поделать.

 

Вот это утверждение мне представляется преувеличенным. Точнее, если все обстоит именно так, как Вы говорите, я совершенно не могу объяснить детских болезней в очень серьезных приборах Anritsu (например, ВАЦ ВекторСтар), некоторые из которых не устранены до сих пор (спустя 6 лет после появления продукта на рынке). Как они могли остаться после всех "тестов, проверок, перепроверок" - загадка. Я бы сказал, что в скорости реализации подобных проектов основным определяющим фактором являются люди, их личностные качества и компетенция. И именно поэтому жду, что с Вашим приходом все изменится в Морган Хилле

Изменено 9 декабря, 2014 пользователем Sergey Beltchicov

[VCO 0]

Так не проще выбросить тогда УГ, ЧФД и компромиссы с ними связанные?

В ответ могу процитировать по памяти Александра: "ФАПЧ - это плохой синтезатор, но хороший фильтр".

Т.е. нарезку из опор получить относительно легко, а вот выфильтровать одну, да ещё с любым смещением - сложнее.

А если добавить требования по габаритам, потреблению, себестоимости - то м.б. второе дыхани ФАПЧ не за горами.

Во всяком случае я вижу первые шаги к такой попытке догнать убегающий вперёд прямой аналоговый синтез.

Я конечно же сужу со своей колокольни, а не с точки зрения T&M. Но и там чистый спектр делается чаще на ФАПЧ.

Пример - LMX2492. При более высоком уровне шумов, полный выигрыш у топовой HMC704 в моих приложениях (без оверклока).

[Sergey Beltchicov 0]

Ваши вопросы, уважаемый VCO, вроде как были привязаны к вот этой фразе Александра

Прочих равных у косвенного синтеза может вообще не получится (наносекунды с -150 дбН/Гц).

И мой коммент написан применительно к этой фразе. И в этом контексте согласиться с вот этой Вашей фразой я не могу

Т.е. нарезку из опор получить относительно легко, а вот выфильтровать одну, да ещё с любым смещением - сложнее.

Если уж можете получить серьезную опору (-150 дБн/Гц@10 ГГц), то должны понимать, что сохранить ее шумы с ФАПЧ сложнее, чем решить вопросы фильтрации спуров без ФАПЧ.

А Ваша фраза показывает только, что с шумами серьезного уровня Вы не работали пока. И серьезные опоры видели только на скринах. Без обид.

 

А вот если изменить циферки "на микросекунды с -130дБн/Гц" то Вы будете полностью правы.

И совершенно не факт, что в случае модульных синтезаторов прямой синтез будет более эффективным, по сравнению с косвенным, по совокупности всех характеристик (цена, потребление, габариты).

Точнее, наверняка, пока не будет.

Изменено 9 декабря, 2014 пользователем Sergey Beltchicov

[VCO 0]

Ваши вопросы, уважаемый VCO, вроде как были привязаны к вот этой фразе Александра

У меня был скорее сугубо философский вопрос. И потом, если технологическая революция для прямого синтеза случилась, то почему она невозможна для косвенного? И шумы PFD могли бы при этом снизиться на порядок-другой.

Если уж можете получить серьезную опору (-150 дБн/Гц@10 ГГц), то должны понимать, что сохранить ее шумы с ФАПЧ сложнее, чем решить вопросы фильтрации спуров без ФАПЧ.

Это если привязаться к текущему положению дел в косвенном синтезе. А я имел в виду ближайшие перспективы.

А вот насчёт фильтрации спуров лично мне непонятно, как при прямом синтезе достигнуть подавления ниже 70 дБн.

Буду признателен, если объясните как. Разумеется, с учётом времени перестройки.

А Ваша фраза показывает только, что с шумами серьезного уровня Вы не работали пока. И серьезные опоры видели только на скринах. Без обид.

Какие обиды, мне такие ФШ пока и не снились. Я же давно указал на свой уровень. Но это не значит, что я не могу об этом спросить у Александра.

Разве не могут теоретически PFD работать на частоте выше 1 ГГц?

В довесок ещё один вопрос, навеянный дискуссией:

Разве не могут теоретически шумы PFD на Гигагерцовых частотах достичь уровня ниже -150 дБн/Гц?