Вопрос из теории DDS

[www]

У меня давно назревал вопрос из теории DDS как избавиться от спуров.
Если мыслить абстрактно то что бы избавиться от поражёнок в спектре нужно их как то отделить от полезного сигнала, отделить их можно по некоторым признакам - по частоте и по амплитуде. По идее обычный фильтр никакого результата дать не может так как поражённые частоты стоят рядом с полезной. А вот по амплитуде они различаются на целых 80Дб.
Так почему же компаратор не может выкинуть из спектра всё что находится уровнем ниже чем -20дб?

[khach]

Ответ зависит от диапазона перестройки ДДС. Если узкополосный- то полосовой фильтр, и подбирать частоту задающего генератора. Почти всегда можно найти кусочек диапазона без спуров. Если широкополосный- то только петля ФАПЧ, в которой ДДС служит опорником или прескалером. Отфильтрует все спуры, которые не влезут в полосу петли, а те кторые влезут, отфильтруются по амплитуде -цифровой счетчик их "незаметит".
Компаратор наплодит кучу гармоник, а спуры преобразуются в фазовый шум (дрожание фронтов).
Есть конечно еще метод 9912 ДДСа - цифровое подавление спуров, но запрограммировать эту штуку правильно без встроенного спектроанализатора довольно сложно- надо хранить в процессоре заранее стоставленные таблицы чатот и фаз подавителей для всех возможных рабочих частот.

[www]

Компаратор наплодит кучу гармоник, а спуры преобразуются в фазовый шум (дрожание фронтов).
вот этого не могу понять...
как компоратор вообще их "увидит" если они будут за пределами его чувствительности?

[Алекс Попов]

Коллега шутит, купив за сто рублей микруху DDS, он хочет добить еще рубль на компаратор и получить эталонный генератор.
С таким настроением предложенные методы очистки спектра слишком сложны. А может телегу впереди лошади поставить?
Применить микруху там где уровень сигнала на смесителе с DDS(втором, третьем) большой по отношению к спурам?

Конкретизируйте вашу проблему, если вы хотите внести вклад в теорию DDS, то начать надо с изучения теории радиотехнических сигналов. 73!

[RU3GA]

Компаратор наплодит кучу гармоник, а спуры преобразуются в фазовый шум (дрожание фронтов).
вот этого не могу понять...
как компоратор вообще их "увидит" если они будут за пределами его чувствительности?

Они не за пределами его чувствительности. Нужно понять , что спектральная и временная область --- это разные вещи.
Вы в данный момент говорите о спектральной области , а компаратор работает во временной.
Типа идеальная синусоида немного искажена.
Вот это искажение и есть "отголосок" спура, и компаратор это отследить не может.

Если все равно не понятно , то приведу пример --- меандр.
Это сигнал насыщенный гармониками. Как его ни прогоняй через компаратор --- в синусоиду его не превратишь :)
Со спурами --- тоже самое.

Удачи!
RU3GA

[www]

всё понял спасибо

[Алекс Попов]

Почитал коллега ваши сообщения в других ветках, кажется понял что вас волнует.
Скажу так, схему известную вам из журнала Радио 2004 или 05гг,
я собирал году так в 96, DDS был тот же, МСU АТ89С52, смеситель брал готовый AD832 кажется (высокого уровня с программируемым Ку, а по сути похож на RA3AO), ПЧ 8Мгц. Короче, на 20м и ниже спуров я не слышал, при этом Ку смесителя был +3дБ.
На 15 они полезли, однако здесь никто не мешал добавить Ку смесителя и УВЧ включить. Жить можно вполне.
Читая статью из журнала Радио, надо иметь в виду, что происхождение спуров разное. Авторы давая подавление 140дБ, имеют в виду aliasы, продукты возникающие из-за взаимодействия внутренней тактовой частоты и частотой которая вас интересует, такие для правильно спроектированного тракта с единственной низкой ПЧ не сильно актуальны. Другое дело, что есть еще прямое проникновение внутренних тактовых частот на выход, гляди в даташиты.
При некоторых соотношениях частот тактовых и полезных они получаются очень близко (десятки, единицы килогерц).
Как писал предыдущий автор, не путай физику с картинками про физику, реально эти спуры сидят в энертетическом спектре полезного
сигнала ВСЕГДА, просто анализатору видно, что их энергия сконцентрирована не точно на полезном сигнале, а чуть в стороне +5кГц например, компаратору не хватает мозга на это. Ослабить LC фильтром таку штуку низя, с ней надо как то жить.
А чтоб жить надо понять и простить. Откуда она берется в DDS?
В одном маненьком корпусе стоит мощный цифровой девайс с тактовыми частотами 100 МГц и маломощный АЦП, они рядом на одном кристалике, результат - емкостные наводки в кристале.
Что делать чтоб не усугблять? ну хотя бы использовать разные источники питания для аналогового и цифрового куска схемы (ножки на микрухе то есть), грамотно разводить плату. Результат будет, поверь.

[RU3GA]

Откуда она берется в DDS?
В одном маненьком корпусе стоит мощный цифровой девайс с тактовыми частотами 100 МГц и маломощный АЦП, они рядом на одном кристалике, результат - емкостные наводки в кристале.


Вот тут , коллега , Вы не правы.
Кристалл тут не при чем.
"Природа" спуров несколько иная...

[ve3ivm]

Алекс Попов дело говорит, нужно начинать с тщательной разводки платы, хорошей ground plane, разделения питания, блокировки по питанию, питания самого (низкий шум), типа и качества clock. Распространенная радость использования низкочастотных кварцев в сочетании с умножителями в DDS в качестве clock должна быть пересмотрена, внутренняя PLL в DDS выключена и DDS нужно тактировать на паспортной частоте хорошим clock oscillator-ом с низким уровнем фазовых шумов. Даже такая вещь как cкважность тактовых импульсов влияет на наличие и величину spurs. Конечно также надо внимательно изучить datasheet и все Application Notes и существующие конструкции (их не так уж и много) чтобы по крайней мере не иметь spurs-ов хуже чем в datasheet (не думаю что можно получить их меньше). Зачастую полезные советы и информацию которой нет в datasheet можно получить поговорив с инженерами в лаборатории Analog Devices.

[RU3GA]

Все верно.
Уменьшить влияние спуров можно и должно!
В том числе и разводкой платы, в том числе и программными методами . Но это отдельная тема :)

А в данном случае тема ветки была несколько иная... Тут коллега не понимал базовых вещей --- надеюсь, теперь ему стало хоть чуть-чуть понятнее общая ситуация с DDS ...

[Юрий(UR5VEB)]

А вот вопрос. При делении выходной частоты с DDS шумовая полоса так же уменьшится пропорционально К-дел или нет? Если не ошибаюсь, то по моему RX3AKT это опровергает. Только с КГ и LC генераторами можно применять деление.

[Genadi Zawidowski]

Только с КГ и LC генераторами можно применять деление.
С любым источником сигнала можно эту операцию произвести.

[RU3GA]

При делении выходной частоты с DDS шумовая полоса так же уменьшится пропорционально К-дел или нет?

Если делите частоту "внешними" чипами --- да.
(Только взять еще поправочку на шум самих внешних чипов)

Удачи!
RU3GA

[Илья RW3FY]

При делении выходной частоты с DDS шумовая полоса так же уменьшится пропорционально К-дел или нет?

Если делите частоту "внешними" чипами --- да.
(Только взять еще поправочку на шум самих внешних чипов)

Удачи!
RU3GA

Нет. Шумовая полоса не уменьшается ни при каком делении частоты. При делении частоты уменьшается уровень шумов и дискретных палок --- уменьшается на величину 20lg(Коэффициент деления).

Форма спектра шумов остаётся неизменной, шумовая дорожка как бы "опускается вниз". Это имеет строгое математическое обоснование (по-моему, математика та же, что и зависимости уровня спектральных составляющих от индекса модуляции узкополосной ФМ), но проще не париться с высокими материями и посмотреть самостоятельно на любом доступном спектроанализаторе, например в Спектролабе.

А по теме --- единственное реально эффективное средство избавления от спуров --- это ФАПЧ. Которая, как известно, работает подобно перестраиваемому узкополосному фильтру с шириной полосы пропускания, равной полосе петли. Все спектральные составляющие за пределами полосы петли ослабляются. А в полосе петли --- усиливаются на величину 20lg(Fгун/Fфд), где Fгун --- частота ГУНа, а Fфд --- частота сравнения фазового детектора. Но, поскольку полосу петли можно сделать достаточно узкой (200...1000Гц), а уровень спуров и шумов DDS в области отстроек от нуля до единиц кГц очень мал, эффект усиления шумов и спуров в полосе петли при грамотном выборе коэффициентов деления ФАПЧ не страшен.

[Юрий(UR5VEB)]

То Илья RW3FY.
Благодарю Илья!
А вариант использования ФСС как в этой конструкции http://forum.cqham.ru/download.php?id=3883 5 даст заметный результат на частоте 56МГц? Конечно 130-140дБ на такой частоте ожидать маловероятно.

[Илья RW3FY]

А вариант использования ФСС как в этой конструкции http://forum.cqham.ru/download.php?id=3883 5 даст заметный результат на частоте 56МГц?
Вариант с ФСС-ами на выходе DDS лучше, чем вариант с ФНЧ. Используя ФСС-ы, можно избавиться от характерного "пипиканья" на спурах --- ФСС-ы вполне в состоянии эффективно ослаблять те спуры DDS, которые попадают на частоту ПЧ приёмника, на частоту основного и зеркального каналов приёма, а также на частоты основной массы его побочных каналов. Но ФСС-ы не устраняют спуров в ближней зоне --- которые образуют паразитные каналы приёма. Потому этот вариант тоже очень компромиссный.

Ну а что можно получить на частоте 56МГц, а что нет --- зависит и от выбранного типа DDS, и от того, какая там тактовая частота, и от параметров выбранных фильтров. Я думаю, что с AD9851 ожидать на этой частоте ничего хорошего не приходится. А вот с какими-нибудь АД9910(9912) уже можно попытать счастья.

[sgk]

Юрий(UR5VEB)
Посмотрите сообщение
http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?p=2211 78#221178
на тему уменьшения уровня шумов при делении.
При делении сигнала генератора типа "3" соотношение С/Ш по приведенной Илья RW3FY формуле не меняется.
Формула справедлива для генератора типа "1". Наверное так будет понятнее.
Сергей sgk.

[Илья RW3FY]

При делении сигнала генератора типа "3" соотношение С/Ш по приведенной Илья RW3FY не меняется.
Сергей sgk.
Сорри, совсем забыл --- для корректного вычисления уровня фазовых шумов, получающегося после деления частоты, величину 20lg(Кд) нужно ещё поделить на коэффициент кривизны рук :)

[sgk]

Сорри, совсем забыл --- для корректного вычисления уровня фазовых шумов, получающегося после деления частоты, величину 20lg(Кд) нужно ещё поделить на коэффициент кривизны рук :)

Когда записывал спектры ГУНов и кварцевых генераторов то с погрешностью опыта зависимость 20*lg(Кд) выполнялась. При Кд =2 соотношение С/Ш увеличилось на 6 дБ, при Кд =4 соотношение С/Ш увеличивалось на 12 дБ и т. д.
Но два года назад впервые столкнулся со случаем когда эта зависимость не выполнялась. Заказал программируемые кварцевые генераторы типа VX7 на частоты 14101, 14099 и 14110 кГц. Решил посмотреть спектр с делением и без деления. Был удивлён когда соотношение С/Ш практически не менялось при делении на 2 и 4.
http://forum.cqham.ru/download.php?id=1097 1
а соотношение С/Ш было хуже примерно на 30 дБ чем у «классического кварцевого генератора.
Сергей sgk.

[Илья RW3FY]

Был удивлён когда соотношение С/Ш практически не менялось при делении на 2 и 4.
Такие "отклонения от теории" всегда имеют самые банальные объяснения --- типа отсутствующего контакта там, где он должен быть, или присутствующего там, где его быть не должно. Или какой-нибудь нестыковки по уровням сигналов. Или гудёж, как в выходном каскаде генератора, так и во входном делителя. В общем, возможных причин море (я назвал лишь часть), и ни одна из них не попадает в область паранормальных явлений :)