, а шум --- примерно как я называл. Рисовать левые картинки им резона никакого, т.к. любой небезработный американец или немец может легко проверить их достоверность. Да и русские некоторые проверяли .
Прочитал в "Радио" описание синтезатора. Кто не видел - поясню. DDS на 9851 без ГУНа. На выходе стоят трехконтурные фильтры на каждый диапазон. Авторы честно пишут, как и многие другие в инете, что напрямую 9851 использовать нельзя - уровень помех около 5мкВ. Но после фильтрации ни одной пораженки при чувствительности 0,1мкВ им услышать не удалось. Цифры ослабления они приводят - на память не помню. Хотелось бы услышать ваше мнение - как идея? Все-таки фильтры сделать проще чем ГУН, да и шумы ФАПЧ отсутствуют.
Мне не понравилось. Эта DDS сравнительно дорога, и к тому же придется городить еще один комплект полосовиков. Потом коммутируются они диодами, а их переходы шумят.... Кто желает посмотреть статью, пожалуйста, я ее выкладываю. Качество сканирования прескверное, поэтому, думаю никто не возмутится что произошло нарушение чьих то авторских прав. Журнал идет долго, а схему увидеть многим хочется уже сейчас.
Прочитал в "Радио" описание синтезатора. Кто не видел - поясню. DDS на 9851 без ГУНа. На выходе стоят трехконтурные фильтры на каждый диапазон. Авторы честно пишут, как и многие другие в инете, что напрямую 9851 использовать нельзя - уровень помех около 5мкВ. Но после фильтрации ни одной пораженки при чувствительности 0,1мкВ им услышать не удалось. Цифры ослабления они приводят - на память не помню. Хотелось бы услышать ваше мнение - как идея? Все-таки фильтры сделать проще чем ГУН, да и шумы ФАПЧ отсутствуют.
Откуда берутся дополнительные поражёнки при непосредственном подключении ДДС? --- Они возникают оттого, что побочные дискретные составляющие с выхода ДДС попадают из-за недостаточной развязки смесителя в ПЧ и в прочие каналы приёма --- в основной, зеркальный, побочные. Что делают полосовые фильтры на выходе ДДС? --- Они давят побочные составляющие ДДС, попадающие в эти самые каналы. Но не давят совершенно те из них, которые попадают в собственную полосу пропускания такого фильтра (на то она и полоса пропускания!). А что в итоге? --- Поражёнок мы больше не слышим, но на каждом из диапазонов имеем довольно большое количество побочных каналов приёма. Избирательность по таким каналам численно равна величине подавления на выходе ДДС соответствующего продукта --- т.е. для АД9851 при полосах гетеродинных фильтров, соответствующих ширине любительских диапазонов, она составит от 60 до 80 дБ, в зависимости от уровня конкретной спектральной составляющей. Для простенького приёмника начинающего коротколновика, делающего первые шаги в радио, это, наверно, вполне приемлемо. Но для трансивера, на котором предполагается более-менее "взрослая" работа в эфире, это крайне недостаточно. А учитывая громоздкость создания, по сути, второго преселектора, то и для начинающего такая штуковина не подойдёт. В итоге, в зависимости от предполагаемого применения, использовать подобное решение не выгодно либо "технически", либо "экономически".
Однако есть частный случай, когда такой подход использовать имеет смысл. Это --- приёмники прямого преобразования. В качестве "ПЧ" у них звуковая частота, и любые попадающие на неё продукты ДДС отсекаются обычным ФВЧ. Все прочие "побочные каналы" связаны только с приёмом на гармониках гетеродина --- и попадание побочных продуктов ДДС в такие каналы лечится использованием отдельных ФНЧ в гетеродинной цепи на каждый из диапазонов. Всё вместе получается достаточно просто собираемо и настраиваемо. По качеству это, конечно, всё равно будет уступать "взрослому" трансиверу, но для начинающих "экономически" уже не столь невыгодно. Ну а использование более качественных ДДС, например, АД9951, при таком подходе позволяет создать приёмник прямого преобразования уже более приемлемого качества --- с избирательностью 80...90 дБ.
Но для высококачественных применений пока что самым лучшим способом "чистить" спектр ДДС как была, так и остаётся ФАПЧ. Отправить ФАПЧ "на заслуженный отдых" сможет, разве что, только появление ДДС следующих поколений, у которых качество спектра будет на порядки выше, чем у нынешней серии 995х от Аналогов.
Я только хочу обратить внимание на цифры, приведенные в статье. "Уровень побочных составляющих в спектре выходного сигнала после ФНЧ - не более -80дБ. Прменение дополнительных диапазонных ФСС понижает этот уровень до -140дБ". То есть Вы не верите этим цифрам? Или они ни о чем не говорят?
Доброго времени суток, Илья. Спасибо за подробный ответ.
Я только хочу обратить внимание на цифры, приведенные в статье. "Уровень побочных составляющих в спектре выходного сигнала после ФНЧ - не более -80дБ. Прменение дополнительных диапазонных ФСС понижает этот уровень до -140дБ". То есть Вы не верите этим цифрам? Или они ни о чем не говорят?
Такие цифры говорят лишь о том, что авторы статьи не очень представляют себе характер происхождения побочных спектральных составляющих ДДС и распределение их в её выходном спектре, и что они невнимательно читали даташит на м/схему. Ну и также о том, что выходной спектр своего устройства на самом деле спектроанализатором с ДД больше 60...70 дБ не смотрели. Т.е. всё, что за полосой фильтров, конечно, можно задавить при желании очень сильно. Но то, что попадает в их полосу пропускания --- естественно, никоим образом давиться и не может.
Вот что приводит фирма-производитель относительно того, что имеется вблизи выходной частоты ДДС (т.е. в зоне, находящейся в полосе пропускания полосовых фильтров описанной конструкции):
Narrowband SFDR:
1,1MHz (+/-50kHz)---- 85dBc
1,1MHz (+/-200kHz)--- 80dBc
40,1MHz (+/-50kHz)--- 85dBc
40,1MHz (+/-200kHz)-- 80dBc
--- Вот, собственно, и есть предел возможной реальной избирательности приёмника с таким "синтезатором". Указанные отстройки как раз примерно соответствуют ширине большинства любительских диапазонов, хотя есть и "десятка" с полосой в почти 2МГц (и где будет не -80, а заметно хуже) Причём производитель даёт выборочные цифры для двух значений частоты, но отнюдь не гарантирует такой же SFDR для любых выходных частот (естественно, имею в виду разумные их значения) --- и правильно делает. Поскольку для некоторых частот SFDR в "ближней зоне" может быть и хуже. Собственно, когда я в своё время эту ДДС испытывал --- пришёл к выводу, что, с одной стороны, данным от её производителя можно вполне доверять, но, с другой, если производитель не берётся чего-то гарантировать, а просто выборочно даёт типовые цифры --- он делает это вполне обоснованно. Ну а что касается спектра в широком диапазоне, т.е. после обычного ФНЧ --- производитель приводит выборочные, опять же, цифры от 42 до 64дБ --- в зависимости от выходной частоты (но никак не 80дБ) --- и это в самом деле соответствует действительности.
Единственное, где я, пожалуй, малость сгустил краски --- побочных каналов приёма -60 дБ при таком подходе и нормальных фильтрах, конечно, не будет, но с учётом требуемой полосы на диапазоне 28МГц можно ожидать избирательности по побочным каналам где-то 70 дБ.
А вообще, сейчас в качестве гетеродина для компьютерного спектроанализатора (по сути, приёмник прямого преобразования) использую АД9951. Но и с ней побочные каналы приёма с избирательностью по ним хуже 85...90 дБ имеются, хотя это гораздо более "чистая" м/схема, а приёмник прямого преобразования менее критичен к фильтрации ДДС.
Может я в чем-то не прав, но мне кажется, что уровень побочных составляющих в спектре СЧ лучше чем -60 дБ (при разрешении 100 Гц) вполне приемлем даже для высококачественного приемного тракта. Лучше делать не имеет смысла, т.к. любой нормальный ФОС имеет затухание в полосах задерживания не более чем 60 дБ.
У меня так примерно и получается. С выхода DDS AD9951 озвученные выше цифры, далее частота поднимаетс с помощью PLL до 107-153 МГц. И вот там как раз при самом хорошем раскладе и тщательно просчитанной петле ФАПЧ побочные составляющие до -50 дБ, уровень шумов -60 дБ от уровня основного колебания (разрешение стоит 100 Гц). Ширина петли ФАПЧ у меня 150 кГц. Вся эта полоса, разумеется заполнена равномерно шумом -60 дБ, а по краям - два бугра из шума с уровнем -50 дБ (здесь и далее - цифры в ослаблении от уровня основного колебания, полоса 100 Гц, видеофильтр - 100 Гц). Считаю, что сужать полосу петли ФАПЧ менее 100 кГц для частот сравнения 4-6 МГц бессмысленно. Во всяком случае у меня при сужении этой полосы появлялось очень много побочек с большим уровнем (аж до - 20 дБ) вблизи основного колебания. Это в свою очередь приводит к сильному росту побочных каналов приема и снижению односигнальной избирательности.
Немного о ГУНах. При работе на высоких частотах сравнения оказалось очень важным добиться быстрой реакции петли ФАПЧ для получения чистого спектра. Ну а меры, которые я принял - снижение добротности катушек ГУНов (сейчас она около 20) путем шунтирования их резисторами (это решение, кажущееся наверно большинству кощунственным, родилось после внимательного изучения документации и аппликейшенов на ИС серии ADF4360), далее увеличение чувствительности и скорости перестройки ГУНа путем полного включения варикапа в контур (у меня вообще варикап - это единственная емкость, включенная последовательно с катушкой) + на варикап подается напряжение с ФД через "разгоняющий" усилитель на ОУ. Причем сам ОУ применить можно самый ширпотребовский, хоть К1401УД2, от его шумов (которые у самых противных ОУ все равно не более мкв/"корень из Гц"), как показали опыты - ничего не зависит. При разомкнутой петле уровень шума ГУНа при отствойке 10 кГц у меня составил -35 дБ. При замкнутой петле на той же отстройке -65 дб, при отстройке в 1 кГц - тот же уровень. Помере удаления от несущей уровень шумов растет почти по экспоненте (среднее значение -60 дБ), достигает максимумов (-50 дБ) при отстройке, равной полосе петли ФАПЧ (150 кГц), далее падает до -80 дБ и ниже (что померить уже не могу).
Вобщем, результатами я вполне доволен. Получить мне их удалось путем чтения радиолюбительских статей по синтезаторам, использующим низкие частоты сравнения, и деланием все в точности наоборот, что касалось рекомендаций по ФАПЧ и ГУНам.
В корне не согласен. Самый обычный 8-кристалльный кварцевый фильтр имеер подавление 80...90 дБ при отстройке в несколько кГц. Если в тракте используется ещё и "подчисточный" фильтр 4...6 порядка, или, после преобразования частоты, ЭМФ --- можем получить ещё 40...80 дБ дополнительных избирательности по соседнему каналу. При этом небольшие "всплески" АЧХ, связанные с побочными резонансами кварцев (обычно они есть только у генераторных кварцев) эффективно давятся как за счёт несовпадения их частот у разных по структуре (а то и по принципу) фильтров, так и резонансными контурами УПЧ. В итоге предельно достижимая избирательность по соседнему каналу может составлять очень большую величину, хотя для её получения и возникают довольно жёсткие требования к конструктиву. Но в любом случае, при использования 2 и более узкополосных фильтров можно вполне обоснованно говорить об избирательности по соседнему каналу как минимум в 100...120дБ при использовании вполне приемлемых конструктивных решений. Соответственно, логично, чтобы и остальные узлы тракта, влияющие на реальную избирательность, находились в неком соответствии с этим. Так, для обеспечения реальной избирательности в 100 дБ при полосе тракта 3 кГц требуется иметь спектральную плотность фазовых шумов не хуже -135дБ/Гц --- и в наше время такие цифры уже вполне реальны даже для относительно небольших отстроек, хотя и требуют определённых затрат времени и средств. Ну а для простых решений, не претендующих на всякие навороты, я бы считал приемлемой реальную избирательность в р-не 80...90 дБ, что соответствует шуму -115...-125 дБ/Гц для той же полосы тракта --- но и синтезатор под такое применение должен отличаться в первую очередь простотой и повторяемостью --- и решения именно этого класса уже есть, и их достаточно много. Названные мной величины спектральной плотности фазовых шумов --- для отстроек 10...20кГц, а для бОльших --- эти цифры могут быть ещё намного лучше. Что касается подавления побочных дискретных составляющих --- то аналогичные требования и здесь, т.е. для качественного приёмника должно обеспечиваться их подавление более 100 дБ на отстройках от несущей, на которых вероятность появления сильной помехи велика, а также избирательность всех прочих видов уже достигает тех же 100 дБ --- т.е. на отстройках в 5...10 кГц и более. При этом, из практики, могу сказать, что подавление частоты сравнения ИЧФД в 80...90 дБ достигается простыми способами на основной частоте синтезатора, если же используется ещё и её деление --- то эта цифра пропорционально 20log(Кд) улучшается. А для того, чтобы дискретные составляющие ДДС, особенно если происходит их усиление в пределах полосы петли ФАПЧ, не превышали допустимый уровень на заданных отстройках, полосу петли делают достаточно узкой --- ФАПЧ тогда работает и как фильтр. А в пределах полосы петли (обычно порядка сотен Гц) требования к уровню этих составляющих существенно мягче (-70...-60 дБ на отстройках от 0 до 1...3 сотен Гц --- вполне приемлемо), и уложиться в такое требование обычно позволяют даже достаточно простые ДДС.
Ну а что касается широкополосных петель --- это, конечно, более технологично, т.к. требования к ГУНам мягче, но для них нужно использовать маленькие к-ты умножения опорной частоты, или вообще без умножения, а также желательно последующее деление частоты синтезатора. И здесь в самом деле достаточно всё критично к быстродействию ИЧФД и всего, что стоит после него. От этого зависит и подавление частоты сравнения. А при использовании ОУ в качестве УПТ важны и его входные токи утечки. Вообще, применительно к любым петлям, у меня остались самые добрые воспоминания от ИЧФД, использующих на выходе не УПТ, а ключевую схему --- та же charge pump, но из дискретных элементов, содержащая схему сдвига уровней для работы с любыми необходимыми напряжениями. Ну а появление побочных компонентов вблизи несущей при сужении полосы петли, в зависимости от того, как реально при этом выглядит спектр, может говорить о двух вещах --- либо петля перестаёт быть устойчивой, "разваливается" и начинает "генерить", либо к-т умножения опоры чрезмерно велик, и она просто "вытягивает" палки ДДС. Если же велики шумы ГУНа --- то при сужении полосы возникает несколько другой эффект --- вблизи границ полосы петли вырастают шумовые горбы. Хотя они могут возникать и по другой причине --- неустойчивость, связанная с совпадением частот полюсов петлевого фильтра.
В отношении рассчёта --- очень удобная штука --- АД-шный симулятор, считает быстро и, главное, точно, хотя и имеет ряд неприятных ограничений.
Если же велики шумы ГУНа --- то при сужении полосы возникает несколько другой эффект --- вблизи границ полосы петли вырастают шумовые горбы. Хотя они могут возникать и по другой причине --- неустойчивость, связанная с совпадением частот полюсов петлевого фильтра.
В отношении рассчёта --- очень удобная штука --- АД-шный симулятор, считает быстро и, главное, точно, хотя и имеет ряд неприятных ограничений.
Что касается упомянутого симулятора, то сразу его что-то не скачал. Смутил слишком большой регистрационный список, который нужно обязательно заполнить чтоб его скачать. Ну да ладно, как нибудь потом сделаю.
Теперь что касается шумовых горбов, то это действительно проблема почти неразрешимая. В схемах ФАПЧ от них избавиться практически невозможно. Большинство промышленных синтезаторов, которые я мерил их имеют : хоть из селекторов каналов ТВ, хоть из такого супер-генератора как Г4-158 (вот уж действительно, достичь его параметров по чистоте спектра с уровнем побочек -70...-80 дБ для меня дело непреодолимое при той элементной базе, которой я пользуюсь, а тогда ведь сделали, причем на советской элементной базе !!!)
Все-таки в конце-концов нужен какой-то оптимум. Кварцевых фильтров с подавлением 80 дБ я никогда не видел, из того с чем приходиться работать - монолитные фильтры 4-го порядка, два последовательно включенных и тщательно согласованных с помощью дополнительных катушек позволяют получить затухание до -50...-60 дБ в самом лучшем случае, далее - идет как правило ЭМФ у которого -60 дБ затухание за полосой - потолок, да и если б больше было, все равно в пределах 1 платы все растащить и скомпоновать едва удается чтоб эту цифру что называется закрепить. Ну, при отстройке 40 кГц получить односигнальную избирательность хотя бы в 90 дБ хочется... Так что буду продолжать колдовать над петлями ФАПЧ. Пока что напрашивается решение еще увеличить частоту сравнения и как следствие уменьшить коэффициент деления в петле ФАПЧ. Если не поможет буду переходить от делителей к квадратурам... Ну не знаю, насколько вообще реально на частотах порядка 130 МГц получить на выходе синтезатора спектр с уровнем побочек хотя бы -80 дБ ?
Если не найду в ближайшее время ответов на этот вопрос, то видимо придется забить на всю импортную элементную базу, платы с AD9951 отправить в утиль и начать пунктуально копировать 1:1 схемотехнику Г4-158. Вроде как транзисторы типа 2Т371 и 2Т363, варикапные матрицы и кучу логики которая там стоит купить еще реально.
Что касается упомянутого симулятора, то сразу его что-то не скачал.
Обязательно скачайте! Программа стоит затраченного времени на всю регистрационную муру! В свою очередь вопрос --- а на чём считали ФАПЧ, и есть ли у Вас какие-то библиотеки, заготовки моделей и т.п. под "большие и взрослые" считалки типа Серенады или Майкровэйв офиса применительно именно к ФАПЧ?
Теперь что касается шумовых горбов, то это действительно проблема почти неразрешимая. В схемах ФАПЧ от них избавиться практически невозможно. Большинство промышленных синтезаторов, которые я мерил их имеют : хоть из селекторов каналов ТВ, хоть из такого супер-генератора как Г4-158 (вот уж действительно, достичь его параметров по чистоте спектра с уровнем побочек -70...-80 дБ для меня дело непреодолимое при той элементной базе, которой я пользуюсь, а тогда ведь сделали, причем на советской элементной базе !!!)
На самом деле такие шумовые горбы достаточно легко устранимы, тут, как бы это сказать, просто надо "набить руку", что ли. Это, конечно, займёт немало времени (не годы, но с месяц-другой посидеть по нескольку часов перед спектроскопом ежедневно), но результат даст совершенно однозначно. Т.е. постепенно приходит какое-то подобие подсознательного чутья, когда порой и осмысленно сформулировать не можешь ещё, а внутренний голос уже подсказывает, куда чего в фильтре или ещё где подвинуть. А наличие шумовых "горбов" в заводской технике говорит лишь о том, что это делалось как "штамповка" без какой-либо настройки вообще, либо что со временем параметры генератора уплыли. Реально уровень "горбов" можно считать допустимым, если он не превышает более чем на 2...3 дБ уровень остальной "шумовой подошвы".
Обычный 8-кристалльный фильтр. Практически любой. Для некачественных подавление за полосой --- порядка 70 дБ. Для качественных --- 80...90. Больше 90 получить одним фильтром в самом деле сложно, почти нереально. Собственно, подобные цифры можно увидеть и в документации заводских фильтров --- те же Морион или Фонон, к примеру. Единственный момент --- увидеть реально такие цифры при подключении фильтра к АЧХ-метру "на соплях" практически невозможно, особенно если фильтр малогабаритный монолитный --- только у установленного в реальный конструктив, пусть это всего лишь печатная плата. И ещё --- если Вы имеете в виду фильтры не на 5...10МГц, а roofing-фильтры под ап-конвершн --- то там в самом деле больше 60 дБ --- это уже навороченная и дорогостояшая штуковина --- но там 90 дБ и не нужно, т.к. их назначение --- лишь исключить перегрузку каскадов, стояших до ФОС, главная же селекция осуществляется более низкочастотными фильтрами, 40...50 дБ от roofing-фильтра --- более чем достаточно.
, из того с чем приходиться работать - монолитные фильтры 4-го порядка, два последовательно включенных и тщательно согласованных с помощью дополнительных катушек позволяют получить затухание до -50...-60 дБ в самом лучшем случае, далее - идет как правило ЭМФ у которого -60 дБ затухание за полосой - потолок, да и если б больше было, все равно в пределах 1 платы все растащить и скомпоновать едва удается чтоб эту цифру что называется закрепить.
Нет, растаскивается всё нормально и без особых хитростей. Есть у меня аппарат (ещё древний ящик, если помните, он в шэке снизу от ГСС-6 стоит), где использован ФОС на 8 кристаллах и подчисточный фильтр на 4-х (ПЧ 8.814МГц)--- там всё смонтировано на одной плате, конструкция ФОС только несколько нестандартная --- ни один из моих генераторов не позволяет даже приблизительно измерить, сколько там подавления за полосой --- несколько кГц в сторону, и мы напрочь теряем сигнал генератора, увеличение же его амплитуды ничего не даёт --- блокирование входных каскадов начинается раньше, чем что-либо удаётся обнаружить, и это при ДД порядка 100 дБ по интермодуляции (по блокированию, соответственно, цифра заметно больше). Даже обычный ФП2П4-410 даёт больше 80 дБ затухания за полосой, только для этого уже приходится его корпус устанавливать как можно ближе к сплошной земляной шине и пропаивать на землю или сплошь по контуру, или хотя бы в нескольких точках. А ещё на подавление за полосой влияет очень сильно качество экранирования согласующих катушек --- поэтому на макете получить подавление больше названных Вами цифр в самом деле сложно.
Так что буду продолжать колдовать над петлями ФАПЧ. Пока что напрашивается решение еще увеличить частоту сравнения и как следствие уменьшить коэффициент деления в петле ФАПЧ. Если не поможет буду переходить от делителей к квадратурам... Ну не знаю, насколько вообще реально на частотах порядка 130 МГц получить на выходе синтезатора спектр с уровнем побочек хотя бы -80 дБ ?
Лично моё мнение, основанное на набитых шишках --- для простых однопетлевых решений, особенно с применением ДДС, проще использовать узкие петли. Даже используя серийно выпускаемые октавные ГУНы на 1...2ГГц (отнюдь не эталон низких шумов) в Вашем случае гетеродина под ап-конвершн, и используя узкие петли и последующее деление частоты ГУНа, можно получить -120...-115 дБ/Гц на 10 кГц отстройке, а то и лучше. 80 дБ подавления при этом очень просто достигаются даже на основной частоте ГУНа, а после деления частоты на 10, к примеру, это составит более 100 дБ. А можно попробовать подобрать и такие ГУНы, чтоб деление частоты не требовалось --- с серийно выпускаемыми результат можно получить похожий на то, что получается на гигагерцовых с их последующим делением. Если же задаться целью получения более высокого качества при простых решениях --- есть смысл обратить внимание на схемотехнику и элементную базу используемых в буржуйских трансиверах ГУНов --- у аппаратов "среднего класса и выше", насколько помню, на 10 кГц отстройке имеет место быть шум порядка -130...-120 дБ/Гц. Петли у них у всех используются узкополосные. Ну а двухпетлевая схема с квадратурами, как в Орионе --- это для синтезаторов самого высокого класса, для простого аппарата городить такие навороты смысла нет.
Если не найду в ближайшее время ответов на этот вопрос, то видимо придется забить на всю импортную элементную базу, платы с AD9951 отправить в утиль и начать пунктуально копировать 1:1 схемотехнику Г4-158. Вроде как транзисторы типа 2Т371 и 2Т363, варикапные матрицы и кучу логики которая там стоит купить еще реально.
Нет. Надо немножко расслабиться и попить пива, малость отвлечься. А потом с удвоенной энергией вернуться к начатому --- и всё у Вас получится. Посмотрите картинки спектров ARRLовских обзорах --- всё сделано на буржуйских элементах , а шум --- примерно как я называл. Рисовать левые картинки им резона никакого, т.к. любой небезработный американец или немец может легко проверить их достоверность. Да и русские некоторые проверяли .
Привет всем!
Пишет Вам один из авторов публикации в журнале «Радио» № 3 от 2005 г. о DDS AD 9851BRS. Мы с Виталием RX6LEJ в течение 3-х лет разработали с десяток схем на микросхемах КН 1015 ПЛИ и др. с последовательным 32-разрядным кодом. Виталий будучи математиком-программистом быстро изменял программы по мере необходимости. Недостатки, присущие ГУНам мне известны. Мой первый однопетлевой синтезатор 1998 г. трансивера «Азов» измерял в лаборатории редакции журнала «Радио» Геннадий Шульгин и Борис Степанов. Они были удивлены, что его спектр чистый и не имеет шумов. Новый синтезатор, предложенный нами, на DDS значительно лучше, не шумит и не имеет пораженных частот, большую роль здесь играют фильтры. После фильтров мы имеем вторичные синусоидальные колебания рабочей частоты. В радиотехнике есть такой термин «контур ударного возбуждения» да и в телефонии звуковой спектр после ЦАП обязательно проходит через телефонный фильтр 0,3-3,4 кГц, только после фильтра можно разобрать звуковые сигналы. Некоторые говорят о том, что спектр не смотрели на анализаторе спектра. Я смотрел на СКЧ-59, но ничего не увидел. Да, в полосе 5 кГц на уровне 80 дБ есть горбы, но они почему-то есть и в других колебаниях кварцевых генераторов. А говорить о том, что эти генераторы можно применять только в приемниках прямого преобразования неверно. Скажу о себе: я радиоинженер, закончил ТРТИ (специальность 0701) работаю в эфире 50 лет. Мастер спорта и мастер радиоконструктор СССР. Виталий Попов – математик-программист создал уникальные программы. Для специалистов достаточно мельком взглянуть на схему или услышать ушами принцип работы - этого достаточно чтобы повторить вышеуказанные схемные решения.
Время покажет, но я глубоко убежден, что в настоящее время это лучшее, что мы имеем и для всех доступное. Трансивер с этим гетеродином и смесителем на КН-8 слышит сигналы с уровнем 0,05 мкв. Повторяйте и пробуйте!
С уважением, Виктор Денисов, RA6LM
----------------------------------------------------------------------------------
Недостатки, присущие ГУНам мне известны. Мой первый однопетлевой синтезатор 1998 г. трансивера «Азов» измерял в лаборатории редакции журнала «Радио» Геннадий Шульгин и Борис Степанов. Они были удивлены, что его спектр чистый и не имеет шумов.
Недостатки ГУНов никто не отрицает. Но на сегодняшний день элементная база (причём не какая-нибудь экзотическая) позволяет получать в синтезаторах, предназначенных для использования в аппаратуре КВ диапазона, параметры, способные удовлетворять самым взыскательным требованиям. Даже с 1998 года прошло уже прилично времени, техника не стоит на месте. Приводимые мной выше цифры взяты не с потолка. Я сам являюсь разработчиком различной радиоаппаратуры --- и как инженер (на производстве), и как р/любитель (дома). Ну а выражение "спектр чистый и не имеет шумов" мне не очень понятно --- извините, но серьёзные люди так не выражаются. Можно было бы сказать: "Характеристики имевшихся в наличии приборов не позволяли измерить уровень фазовых шумов" --- это бы более соответствовало действительности.
Новый синтезатор, предложенный нами, на DDS значительно лучше, не шумит и не имеет пораженных частот, большую роль здесь играют фильтры.
-----------------------------------------------------------------------------------
Некоторые говорят о том, что спектр не смотрели на анализаторе спектра. Я смотрел на СКЧ-59, но ничего не увидел.
Виктор, почему нельзя сказать "значительно лучше", я объяснил в начале темы. Собственный фазовый шум ДДС, безусловно, лучше, чем у синтезатора с ФАПЧ, но зато у ДДС предостаточно побочных дискретных составляющих с уровнями, которые я назвал (и фирма-производитель не отрицает их существование, а предоставляет типовые цифры, которые, кстати, полностью совпадают с результатами моих собственных измерений). И эти составляющие есть не только в той зоне, где Ваши фильтры чего-то давят, а везде. Чем это чревато --- читайте выше. То, что сказали "некоторые" по поводу кто чего на чём не смотрел, цитирую дословно: "... что выходной спектр своего устройства на самом деле спектроанализатором с ДД больше 60...70 дБ не смотрели". А теперь не поленитесь заглянуть в документацию на СК4-59, чтобы освежить в памяти значение его динамического диапазона. Впрочем, можете и не лазить --- напомню, его величина составляет 70 дБ. Реально, на практике --- не более того, а есть ещё и экземпляры приборов, где этот параметр несколько хуже (вплоть до 60 дБ). Я же начал заниматься экспериментами ДДС АД9850/9851 почти сразу, как они появились у нас в стране. И смотрел не вышеназванным антикварным прибором, а относительно гораздо более нормальными спектроанализаторами Tektronix-492 и 495 --- на них всё видно самым лучшим образом. Т.е. те цифры, которые я называл по уровню спектральных составляющих в "ближней зоне", были реально измерены, а не взяты с потолка.
Да, в полосе 5 кГц на уровне 80 дБ есть горбы, но они почему-то есть и в других колебаниях кварцевых генераторов. А говорить о том, что эти генераторы можно применять только в приемниках прямого преобразования неверно.
Любопытно, а как Вы смотрели составляющие с уровнем -80 дБ прибором, имеющим ДД 70 дБ? Что, ставили узкополосный (с полосой в герцы) режекторный фильтр на основную частоту ДДС? И на скольких частотах такие измерения были проделаны? То, что Вы видели в виде "горбов" на экране спектроскопа --- это его собственные фазовые шумы, и видели Вы их отнюдь не на уровне -80 дБ --- если возникнет желание поспорить, назову как-нибудь точную цифру, на каком именно уровне Вы их видели.
Скажу о себе: я радиоинженер, закончил ТРТИ (специальность 0701) работаю в эфире 50 лет. Мастер спорта и мастер радиоконструктор СССР.
Ну и что. Я заканчивал МАИ, специальность "системы и комплексы управления подвижными объектами", включающая в себя традиционную "радиотехнику" в качестве предварительного курса. Далеко не первый год ведущий инженер. Начинал работать с различными синтезаторами ещё лет 10 назад, сначала в качестве рядового разработчика, теперь у меня таковых (и всевозможных "заслуженных" и ведущих в том числе ) --- целый коллектив. Хотя синтезаторы --- это с тех же лет ещё и моё хобби, которым регулярно занимаюсь. А техника нашего производства успешно конкурирует с западной. Всевозможным "трансиверостроением" (именно в рамках нашего с Вами хобби) занимаюсь более 20 лет. Поэтому предлагаю не "мериться выступающими частями тела", а говорить конструктивно. Я буквально недавно занимался экспериментами с ДДС АД9951. Плата, поверьте, сделана очень хорошими профессионалами, все особенности разводки под подобные элементы учтены. Это м/схема на порядок лучше по спектру, чем АД9851 (смотрел сам, и отнюдь не на СК4-59!), но даже её нельзя рекомендовать для высококачественных применений "в чистом виде", с одним лишь набором полосовых фильтров на выходе --- необходимо её "чистить", и альтернативы ФАПЧ тут нет, поскольку чистить надо во всей полосе, в том числе и в непосредственной близости от несущей.
А кто бы сомневался, что такой приёмник может слышать? Вы, введя полосовые фильтры, отсекли пролаз дискретных составляющих по всем основным и побочным каналам приёма --- тем самым убрали "поражёнки". Но спектр ДДС на отстройках от нуля до сотен кГц от несущей Вы не почистили, а потому Ваш приёмник будет слышать не только на основной частоте, но и на очень большом количестве побочных частот --- за счёт паразитных спектральных составляющих ДДС, находящихся в пределах полосы пропускания Ваших фильтров, полосы которых Вы физически не можете сделать более узкими, чем нужно для перекрытия каждого из диапазонов --- иначе весь этот и без того немалый наворот придётся сделать ещё и перестраиваемым синхронно с ДДС. Возьмите генератор, выставьте уровень сигнала на его выходе на 80...85 дБ больше, чем величина чувствительности приёмника, и подайте этот сигнал на его вход. После чего неторопясь пройдитесь генератором по диапазону. И окажетесь неприятно поражены, услышав свой ГСС на совершенно разных частотах довольно большое количество раз, причём для каждой конкретной частоты настройки приёмника побочные каналы приёма будут находиться в совершенно разных местах.
Однако, повторю, я говорил не о неприменимости Вашего метода вообще. Речь шла о том, что в конструкции для начинающих, за исключением приёмников прямого преобразования, подобный подход не оправдан из-за его громоздкости. А в конструкции опытного р/любителя --- из-за того, что не позволяет обеспечить избирательность приёмника, соответствующую приёмнику высокого класса. Хотя для тех, кто захочет поэкспериментировать, есть ещё два компромиссных варианта. Например, если делать приёмник всего на один диапазон --- всего лишь один полосовой фильтр в гетеродинной цепи позволит сделать приёмник хоть и невысокого класса, но зато в самом деле достаточно простой в изготовлении и настройке, и компактный. Другой вариант --- когда при выбранной ПЧ частоты двух диапазонов являются "зеркальными", например, при ПЧ в р-не 8,8...9МГц и частоте гетеродина в р-не 12 МГц это будут 3,5 и 21МГц --- частоты гетеродина примерно одни и те же для каждого из двух диапазонов, и можно обойтись одним непереключаемым фильтром в гетеродинной цепи.
Видимо, наконец я добился более-менее нормальных результатов. Шумовые горбы и все мои беды были, действительно в ФАПЧ. DDS-синтез и буржуйские элементы я на пенсию пока отправлять не буду. Что касается наших ИС и транзисторов, то они у меня итак сейчас используются, полностью на них переходить не буду, но и полностью отказываться не намерен. Ну что может быть лучше и проще чем делители 193-й серии или транзистор 2Т368 в буфере ГУНа ? Так что всему свое место.
Далее, по существу. Программу для расчета PLL я так и не скачал. Саму PLL по-прежнему считаю на бумажке по формулам, приводимым в соотв. аппаликэйшн нотах такими фирмами как Motorola и Philips. Выше я сказал «А», но забыл сказать «Б». А именно, сейчас, т.е. на стадии макета, я постоянно переделываю ГУНы и все время меняю их рабочие частоты. А как следствие при постоянном коэффициенте деления ГУНов будет меняться и частота сравнения.
Вообще, архитектура синтезатора типа «EU1CC», т.е. где в качестве опорной частоты для ФД используется выходной сигнал DDS имеет врожденный порок – переменная частота сравнения, отсюда и все беды лезут. Расчитав PLL под одну из частот мы получим хороший спектр только в сравнительно небольшом диапазоне. Далее, полюса фильтра «поползут» и на других частотах у нас PLL уходит в разнос. Особенно это относится к узким петлям. В моем случае диапазон работы набора ГУНов еще шире, чем у EU1CC, а коэффициент деления гораздо меньше, в результате чего частота сравнения гуляет чуть ли не в 3 раза. То, что я описал на прошлой неделе было следствием эксперимента с новым ГУНов на очень высокой частоте при «старом» фильтре в PLL. Просидел всю субботу над пересчетами фильтров и определением оптимальных значений для разных частот сравнения. Вобщем, первым решением будет свой фильтр PLL на каждый ГУН, который будет подключаться к выходу ФД с помощью аналоговых ключей, в случае, когда мы этот ГУН активизируем. Первые опыты с такой схемой и проверку полученных расчетов провел в воскресенье. Результат просто супер – на СК4-59 шумы почти не различимы (на отстройке 20 кГц), ширина петель стала около 10 кГц. Пока видно на этом и придется остановиться.
Следующий этап будет – пробы с квадратурами и обычными смесителями, но это уже буду делать для другого, более продвинутого аппарата. Суть решения будет сводиться к тому, чтоб сделать частоту сравнения вообще постоянной, равной некоторой приведенной разности частоты с выхода DDS и ГУНов. Метод давно известен, но его не слишком часто используют ввиду сложности, необходимости фильтров, трудоемких настроек и пока что малой надежности (в таких структурах захват ФАПЧ может легко срываться и это нужно отдельно контролировать и дополнительно регулировать напряжение на управляющем входе ГУНа ЦАПом).
193 серия хороша, некоторые м/с этой серии вообще не имеют буржуйских аналогов --- не всё делалось только передирательством.Хотя есть три недостатка серии --- маленький динамический диапазон по входу (границы которого вдобавок гуляют на температуре и от экземпляра к экземпляру м/с), большое потребление и большой по сравнению с более современными делителями шум. А импортные --- например, Motorola, Peregrine Semiconductor, MITEL Semiconductor (куда теперь входит и GEC Plessey, с м/схем которой делались многие 193-й серии, и у некоторых м/с которой тоже нет аналогов у других производителей). К сожалению, сейчас тенденция к выпуску преимущественно интегрированных м/с синтезаторов, а отдельные делители отживают свой век и их потихоньку снимают с производства. С одной стороны, это хорошо и правильно, но с другой --- неудобно для некоторых "экзотических" применений. А КТ368, как и КТ610 и КТ939 мне тоже нравятся, тем более, что найти аналоги последних двух за разумную цену --- задачка ещё та.
С АД-шной программой удобнее тем, что можно посмотреть в результате сразу и шумовую кривую, и переходные процессы при смене частоты, и всё это очень быстро. Неудобнее тем, что не всякую конфигурацию фильтров и не любые выходные токи ИЧФД она поддерживает, а также невозможность посчитать непосредственно под к-ты деления, отсутствующие в м/схемах AD.
Да. И полоса петли получается тоже разная на разных диапазонах. Это не смертельно, но может создавать неудобства при настройке, поскольку при этом надо искать компромисс.
Разумно. Как минимум, это проще в настройке. Да и крутизна перестройки ГУНов в общем случае имеет разброс --- тут это можно учесть.
Реально этого мало. Насколько помню, предел возможностей СК4-59 --- -100дБ/Гц на 50кГц. Так что если на 20 кГц хоть чуть-чуть чего-то на нём видно --- повод продолжить возню дальше. Собственно, дальше надо полосу петли сужать, уменьшать перекрытие ГУНов и повышать добротность их резонансных систем. А чтобы видеть результат, надо уже смотреть или шумы гармоник синтезатора, или использовать для измерений кварцованный приёмник с выходом на комповую звуковку и программу-спектроскоп. А лучше сочетать оба пути.
Следующий этап будет – пробы с квадратурами и обычными смесителями, но это уже буду делать для другого, более продвинутого аппарата. Суть решения будет сводиться к тому, чтоб сделать частоту сравнения вообще постоянной, равной некоторой приведенной разности частоты с выхода DDS и ГУНов.
----------------------------------
это нужно отдельно контролировать и дополнительно регулировать напряжение на управляющем входе ГУНа ЦАПом).
Такой путь имеет смысл при желании переплюнуть величину -130...-125 дБ/Гц (на отстройке 10 кГц). А назначение квадратур в нём --- как раз выработка сигнала "поправки" для выведения ГУНов второй петли в нужную зону по частоте --- именно для того, чтобы отказаться от применения ЦАП. А если действовать проще, то частоту сравнения можно "привести к относительно постоянной величине" и более простым способом. Например, перестраиваем ДДС в относительно узком частотном участке (максимум несколько %)на относительно высокой частоте. Затем фильтруем и делим частоту до выбранной частоты сравнения, после чего заводим в петлю. Мелкий шаг при этом формирует ДДС, а грубый получается за счёт переключения к-та деления в ФАПЧ. Недостаток --- для непрерывного перекрытия большого диапазона нужно в величину диапазона перестройки ДДС вносить небольшую поправку в соответствии с к-том деления ФАПЧ --- под каждое его значение. В импортных трансиверах последних лет преимущественно используется именно такой подход --- очень просто схемотехнически, а небольшое усложнение математики современным процессорам вполне по зубам.