[sappy12 0]

Привет! :1111493779:

Проектирую синтезатор для УКВ на 100-400МГц.

В наличии были устройства на AD9910, поэтому взял его за основу и смакетировал цепочку генерации частоты.

В документации указывают, что на тактовой 1ГГц на выходе можно получить 403 МГц с уровнем побочных спектральных составляющих -50Дб. На практике при этих параметрах получилось другое.. :)

В полосе частот ползут огромные спуры. Во первых прыгающая гармоника на 200МГц, зашкаливает от -40 до 5 Дб, имею постоянных паразитов также на 100 и 300МГц, где-то -15, -20 Дб. Про помехи >500 МГц не говорю, так как они подавятся ФНЧ.

Ситуация улучшается с уменьшением частоты, более менее приемлемые параметры получаю при Fout=300МГц (ниже лучше)

Включение программного фильтра sin(x)/x мало улучшает картину, но дает уменьшение амплитуды на 3Дб

 

Помимо спуров, на частотах выше 300 возникают проблемы с амплитудой, она плавно падает от 200мВ(для 100МГц) до 20Мв (для 400МГц). Поднять её программно никак не удается, разве что только для равномерности можно программно ослабить на более низких частотах. Но такой малый уровень меня не устраивает.

 

Пробовал с различными тактами и 800, 900, 1000, 1100Мгц, с использованием внутреннего PLL и без него: Картина одна и та же - при соотношении Fclk/Fout<3 характеристики не приемлемы. На 1100Мгц(хотя в доке заявлено макимум 1000) для Fout=400 немного лучше. На 1200МГц не запустился.

 

Если подумать то это закономерно, так как по 2 точкам нормальную синусоиду построить сложновато. Однако почему-то приводят же AD такие параметры.

 

Кто нибудь работал с AD9910? Получали ли нормальный сигнал 400МГц? Как при таких параметрах ведет себя AD9912(читал статьи что вроде как он лучше)? Заранее спасибо.

 

[rloc 46]

В документации указывают, что на тактовой 1ГГц на выходе можно получить 403 МГц с уровнем побочных спектральных составляющих -50Дб. На практике при этих параметрах получилось другое.. :)

Для начала нужно выяснить:

1) какой чистоты (по спурам) тактовый сигнал (внутренний и внешний) и каким образом он подается на DDS

2) схема выходной части, фильтрации и усиления

3) конструкция ПП, разделение земель, фильтрация по питанию, ЭМ экранирование цифровой части от аналоговой и от схемы тактирования

 

Чем точнее напишите, тем проще будет искать проблему.

 

Ситуация улучшается с уменьшением частоты, более менее приемлемые параметры получаю при Fout=300МГц (ниже лучше)

Какой уровень спур на этой частоте получается?

[chapt 1]

Здравствуй.

Недавно обмеряли DDS 9910 Evalution Board rev G, выше 310 MHZ правда частоты поднимать не пробовали, а сейчас анализатора под рукой нет, чтобы промерять.

собственно 310 MHZ, при тактировании от встроенного в плату генератора 25 MHZ, стоит умножение на 40, PLL включена. выходная мощность уменьшена на 3 Дб от максимальной.

На втором максимальная выходная мощность.

Если интересует, на следующей неделе постараюсь выложить результаты измерений на максимальной частоте.

[sappy12 0]

1) какой чистоты (по спурам) тактовый сигнал (внутренний и внешний) и каким образом он подается на DDS

Тактовый сигнал качественный, использовал два варианта: либо с термостатированного Мориона, либо с новенького генератора Agilent. Спектры ,правда, не снимал, сделаю в понедельник, попробую подцепить рубидиевый генератор, посмотрю что изменится.

2) схема выходной части, фильтрации и усиления

На выходе использовал решения как в evolution boad, дифференциальных выход собираю с помощью трансформатора ADT1-1WT, ФНЧ на 400МГц не ставил, но спуры выше 400 МГц не сильно мешают (Или они как-то влияют и на более низкие частоты??)

3) конструкция ПП, разделение земель, фильтрация по питанию, ЭМ экранирование цифровой части от аналоговой и от схемы тактирования

Тут вроде как все по науке: от цифровой части отвязываюсь по питанию и по земле (с перемычкой конечно), по питанию шунтируюсь кондерами. Если бы в этом были проблемы, то они бы, мне кажется вылезли и на более малых выходных частотах, а там красивый гармонический сигнал (как и положено DDS).

 

Спектры на 100-200-300-400МГц, выложу в понедельник.

 

Если интересует, на следующей неделе постараюсь выложить результаты измерений на максимальной частоте.

Chapt, очень интересует! Жаль только, что на спектре не видно что творится на частотах 100-300МГц, если будешь обмерять захвати пожалуйста и эти частоты. А какая амплитуда на выходе получается? Я свои спектры тоже выложу.

[chapt 1]

Хорошо, при обмере захвачу и нижние частоты. Интересно было бы посмотреть на спектр с вашей микросхемы.

[sappy12 0]

Сегодня наконец-то добрался до спектроанализатора:

Спектральный состав тактового сигнала на 25 МГц (до второй гармоники 50 дБ):

PLL-умножитель на 40 (такты 1000МГц), внешний PLL loop filter тоже запаял, фильтр sin(x)/x включен; Rset=2.5КОм (вместо 10КОм, что бы поднять амплитуду), регистр амплитуды в максимуме.

 

100 МГц на выходе (амплитуда около 200мВ, до спур 60 дБ):

300 МГц на выходе (амплитуда около 40мВ, до спур 20 дБ):

400 МГц на выходе (амплитуда около 12-15мВ, на 200 МГц долбит от -30 до -5дБ):

400 МГц на экране осциллографа (то что на дисплее значение ampl=25 (в самом низу) на самом деле пиковое, такой у меня осциллограф):

 

PLL-умножитель на 44 (такты 1100МГц) для Fout=400 МГц (все бы ничего но амплитуда мала около 20мВ) зато гармоника на 200 МГц исчезла :)

 

 

вот такие дела.. Что скажите?

[chapt 1]

Спасибо за выложенный материал.

Интересно было бы увидеть вашу тополгию, может быть там проблема. ну и второй вопрос: а как изменяется уровень гармоник при уменьшении амплитуды на 3 децибела и на 10 децибелл?

[rloc 46]

100 МГц на выходе (амплитуда около 200мВ, до спур 60 дБ):

вот такие дела.. Что скажите?

Скажу, что очень плохо, на AD9912 (по аналоговой части идентична с AD9910) получается порядка -80 дБн.

 

PLL-умножитель на 40 (такты 1000МГц), внешний PLL loop filter тоже запаял, фильтр sin(x)/x включен; Rset=2.5КОм (вместо 10КОм, что бы поднять амплитуду), регистр амплитуды в максимуме.

При Rset=2.5k максимальный ток по формуле может достигать 80 мА, что многократно превышает рекомендуемое максимальное значение в 31.6 мА. Как первое предположение - ЦАП работает в сильно нелинейном режиме, на выходе может быть все что угодно.

 

Тактовый сигнал качественный, использовал два варианта: либо с термостатированного Мориона, либо с новенького генератора Agilent. Спектры ,правда, не снимал, сделаю в понедельник, попробую подцепить рубидиевый генератор, посмотрю что изменится.

Важна не только чистота самого опорного источника, но и отсутствие пролазов при передачи этого сигнала по печатной плате, т.е. непосредственно на самом входе DDS. Мне например, не удавалось достичь уровней побочных составляющих лучше -70 дБн, при распространении тактового сигнала на отдельном, экранированном с двух сторон слое печатной платы, при номинальной частоте в 1ГГц. И даже такой результат не достаточно хорош, чтобы получить на выходе чистенький спектр.

 

На выходе использовал решения как в evolution boad, дифференциальных выход собираю с помощью трансформатора ADT1-1WT, ФНЧ на 400МГц не ставил, но спуры выше 400 МГц не сильно мешают (Или они как-то влияют и на более низкие частоты??)

На будущее, желательно перед трансформатором ставить балун (например ETC1-1-13, как в evalboard сделано для тактового сигнала), но это когда будете бороться за более высокие порядки чистоты. Про резисторы на выходе надеюсь не забыли?

 

Тут вроде как все по науке: от цифровой части отвязываюсь по питанию и по земле (с перемычкой конечно), по питанию шунтируюсь кондерами. Если бы в этом были проблемы, то они бы, мне кажется вылезли и на более малых выходных частотах, а там красивый гармонический сигнал (как и положено DDS).

На малых частотах тоже проблемы.

 

P.S. Интересно, почему Вы измеряете в дБмкВ? Чаще используют дБмВт.

[chapt 1]

Как и обещал, провел измерения.

373МГЦ

400 МГц

[sappy12 0]

Спасибо за ответы, rloc, Chapt! Буду знать, что дело не в DDS, а в схеме и трассировке

Попробовал улучшить

Подключил рубидиевый генератор 10МГц(умножил с помощью PLL на 100), немного перепаял схему тактирования(выкинул все сопли), Rset=10КОм

400МГц на выходе с ослаблениями 0, 3 и 10 дБ

300МГц ослабление 3дБ

200МГц ослабление 3дБ

100МГц ослабление 3дБ

 

Амплитуда от 100МГц до 400 падает почти на 30дБ это нормально?

 

P.S. Интересно, почему Вы измеряете в дБмкВ? Чаще используют дБмВт.

В дБмкВ измеряю потому что на анализаторе так стояло :rolleyes: Ну и потому что научился переходить от них к В

[rloc 46]

Амплитуда от 100МГц до 400 падает почти на 30дБ это нормально?

Ничего хорошего нет, по теории должно быть sinX/X с нулем в точке Fтакт = 1 ГГц, т.е. на частоте 400 МГц - около -2.5дБ относительно нулевой частоты. На практике обычно получается не намного хуже, порядка -4...-6 дБ с учетом потерь в трансформаторе, фильтре, печати и кабелях.

Попробуйте отпаять трансформатор ADT1-1WT, не трогая 50 Ом резисторы, и посмотрите широкополосным осциллографом на каждом из выходов, земля щупа не должна быть длиннее 5 мм.

[sappy12 0]

Всем спасибо за ответы! У меня все заработало!

Да действительно выпаял трансформатор, там хорошая картина.

Начал копать, оказалось что все портил ФНЧ на выходе трансформатора (на 15 МГц, остался от предыдущего устройства).

Хоть я и смотрел перед ним. В нем дроссели с номиналами в микрогенри, скорее всего начинали резонировать, на верхних частотах, ну или просто несогласованность какая была :).

В общем, отпаял ФНЧ, плюс на выход транса 50 Ом повесил к земле, все хорошо, на 400 МГц амлитуда 350-400 мВ, единственная помеха на 600МГц, до шумов в полосе 100-400МГц около 60ДБ. Это при том, что схема по сути была КВ-шная, генерилось до 15 МГц. По этому над трассировкой не сильно парились.

 

[sappy12 0]

У меня ещё один вопрос:

 

Можно ли с помощью DDS получить белый (ну или розовый) шум, хотя бы в узкой полосе??

Пробовал генерить с помощью RAM, туда записал 1024 точки частоты рандомом в пределах 100 МГц+/-100КГц, и бегал по ним с шагом 4нс, однако, спектральной плотности не добился (энергия сигнала в основном рассреджоточилась по пикам на 100МГц, 100,025КГц, 100,05КГц и т.д.), или может для этого подойдет режим DRG(ЛЧМ)? Что то похожее на равномерный шум получил с увеличением шага 4нс в 128 раз.

 

[HFSSL 0]

У меня ещё один вопрос:

 

Можно ли с помощью DDS получить белый (ну или розовый) шум, хотя бы в узкой полосе??

Пробовал генерить с помощью RAM, туда записал 1024 точки частоты рандомом в пределах 100 МГц+/-100КГц, и бегал по ним с шагом 4нс, однако, спектральной плотности не добился (энергия сигнала в основном рассреджоточилась по пикам на 100МГц, 100,025КГц, 100,05КГц и т.д.), или может для этого подойдет режим DRG(ЛЧМ)? Что то похожее на равномерный шум получил с увеличением шага 4нс в 128 раз.

 

Так сами подумайте у Вас за 4 мкс вся модулирующая последовательность выплевывалась, а затем повторялась, а чтобы было случайно надо на следующем периоде вашей модуляции +/- 100 кГц другой случайный набор.

[Neon_613 0]

Здравствуйте!

 

начал снимать показания на выходе (осциллограф Tektronix TDS 1002). амплитуда на выходе была маленькая порядка 10 мВ (при масштабе 1). распаял фильтр снимал показание с трансформатора (adt1-1wt):

 

 

(выключено)

 

10МГц амплитуда 1.58 B

50МГц амплитуда 856 мB

100МГц амплитуда 640 мB

150МГц амплитуда 252 мB

200МГц амплитуда 176 мB

250МГц амплитуда 80 мB

300МГц амплитуда 60 мB

400МГц амплитуда (совсем мало) мB

 

это опорная (на ношке REFCLK_OUT (94) )

(1ГГц опорная; 25МГц*40)

 

 

 

 

на 400МГц сигнала нормального не удалось получить.

 

скажите почему так резко падает амплитуда? (в даташите у них все пучком..).

 

да и SFDR не 80 dB

 

Excellent dynamic performance with >80 dB narrow-band SFDR

Изменено 10 ноября, 2011 пользователем Neon_613