Синтезатор частот для массового повторения

[LEONID_S]

Доброго времени суток всем посетителям. Несколько раз уважаемый Админ публиковал мои статьи, и тем не менее, среди всех споров об преимуществах и недостатках, хотелось бы навести на мысль "братьев" по-разуму на интересную, но ооочень старую тему: синтезатор частот любительской радиоаппаратуры.
Несколько месяцев назад, я оставлял свои заметки и реплики в подобных ветках форума и столкнувшись с серьёзной проблемой синтезатора частот, решил углубиться в эту тему, и заняться ею досконально. При всём том, что я приостанавливаю продвижение по своему проекту - радиоприёмника на любительские диапазоны с полным перекрытием частот от 1 до 30 мегагерц.
Итак, начну перечислять всё по-порядку:

1. Разработка должна отвечать требованию элементной базы - чуть выше уровня "что в тумбочке нашлось" .
2. Возможность перестройки на практически любой расклад частот, как говорится, кому что в голову взбрело, так и будет построен. Но основа останется прежней.
3. Изобретение колеса вовсе не будет поддержано мной, и вещи на первый взгляд кажущиеся элементарными, - они, и идеи такого типа, будут применены.
4. Исходники программ и версии, со всеми изменениями будут выложенны для общего пользования без всяких купюр. Кстати, РАБОЧИЕ исходники имеются, а так же идеи по изменению.
На данный момент, думаю достаточно. А теперь ближе к теме господа.
Предлагаемая мной идея и конструкция, основана на существующих раннее элементах и схемах. Повторю снова, - велосипед изобретать не стану.
Поясню блок-диаграмму: в основу данной конструкции легло изменение частоты DDS (как основная настройка и перестройка частот), который служит референсным сигналом синтесайзера, а не изменением счётчиков ПЛЛ-я . Счётчики выбираются по-расчёту частот, и они не меняются. В тот момент, когда DDS уходит в сторону, а это референс системы, ГУН попытается настроиться на него, и естественно, частота его изменится (уходя вверх или в низ) . Тем самым произойдёт перестройка частот синтезатора. Недостатком системы является то, что низкочастотный фильтр который надо просчитать как некий компромис (а тут я не зря применяю пассивный и активный фильтры вместе) между тем "мусором" референса или ГУНа, который желаем "вытащить" наружу, и тем временен которое возьмёт ГУН, установится на заданную частоту. Высчитать потребуется полосу пропускания обеих фильтров, зная тип и вид ГУНа, который будет применён.
Выход самого ГУНа делим на определённый порядок, тем самым повышая показатель фазового шума и растягивая шаг настройки, т.к. сокращается разность между фазовым детекторм и делителями ГУНа.
Пример построения системы.
DDS применяемый мной, из старой серии, но ещё распространён AD9851. В данной конструкции я не использую высокие частоты на выходе DDS, и поэтому нет смысла в применении функции унможения на 6 частоты кристалла на входе DDS. Показания фазового шума заметно улучшаются, спуриусы (но тут толькото, что преписано сверху), так же заметно становится меньше. Далее фильтрую через высоко и низко частотные фильтры на встречу друг другу, что даёт полосовой фильтр. Выходная частота DDS от 7,6 до 10,5 мегагерц, а значит не умножая на 6, либо исключая последнее, применяем низкочастотный источник сигнала - т.е. на 24 мегагерца .
В данной конструкции я использую ПЛЛ от НАТО типа LMX1602. ГУН который я использую от МИН, типа POS-900W. Рабочие частоты выбранные мной - от 608 до 840 мегагерц. Выход системы поделим на 8 и получим синтезатор с перекрытием от 76 до 105 мегагерц, что позволит использовать данную конструкцию с первой ПЧ на 75 мегагерц. У этого прибора совсем не плохие показатели фазового шума. Сигнал ГУНа вернувшийся в PLL поделён на 16 внутренним прескалером, а затем на 10 счётчиками PLL. В итоге, поделив референсный сигнал на 2, на фазовом детекторе, получаем частоты от 3,8 до 5,25 мегагерц. Такой расклад не лежит ни в одном диапазоне.
Использовать 2-й низкочастотный фильтр, я решил по двум причинам: 1. Пассивный фильтр применён из-за опаски спуриусов от референсого DDSа, а активный - малошумящий операционник типа ОП-27/184/284, из-за того, что напряжение питания линии Vt НА ГУНe ГОРАЗДО ВЫШЕ РАБОЧЕГО НАПРЯЖЕНИЯ PLLа .
Шаг настройки можно определить референсом, и он будет от 100 герц до 1 мегагерца. Соотношение шага перестройки 1 к 10-и . т.е. изменяя на 100 герц частоту в DDS, ГУН сдвинется на 1 килогерц.
Схемное решение есть до мельчайших подробностей - со временем помещу. Программы, ОТЛАЖЕННЫЕ И РАБОЧИЕ, также. Только терпение господа, терпение.

[LEONID_S]

ПРОШУ ПРОЩЕНИЯ ЗА ОШИБКИ : PLL ОТ NATIONAL И ГУН ОТ MINICIRCUITS

[LEONID_S]

Не вижу реплик, граждане HAMы ! может у кого есть кои идеи или предложения , советы , пожелания ? штуковина должна работать не плохо . в частности сам DDS ведёт себя не плохо , и измерениями показателя фазового шума я в принципе остался доволен вполне . гибкость этой разработки состоит в том , что её можно будет подогнать под любой расклад частот подсчитав и изменив счётчики в исходнике , ко мпилируя исходник и прожигая контроллер . я уже продумываю варианты на стандартные ПЧ типа 9 и 45 мегагерц в первом преобразовании . так что смелее господа , жду ваших отзывов . а схемы - они пока что на бумаге , но проверенны ,и поэтому осталось их разрисовать в графическом режиме , после чего выйдет статья со всеми материалами и программами .

[Genadi Zawidowski]

Леонид, извините за глупый вопрос - а почему не сделаете архитектуру с подчисточным фильтром на выходе DDS? В узкой полосе "залетных" спуров будет меньше, просто статистически... Ну и фильтры PLL легче считаются...

[LEONID_S]

Добрый вечер . возможно там и будет такой,либо под-диапазоны на которые будет поделён референсный ДДС будут пропущены через 10 фильтров . но глядя на анализатор спектра около 6,5 я видел спур , и если ограничить всё так как описанно , т.е. от 7,1 до 11 , думаю будет работать не плохо . причём спур на 6,5 я замерил в пределах 45 дб разница под самим кериером

[vadim_d]

Не вижу реплик, граждане HAMы ! может у кого есть кои идеи или предложения , советы , пожелания ? штуковина должна работать не плохо .
Леонид, конечно же, "штуковина должна работать неплохо". Геннадий тут уже высказался, и я его поддерживаю - диапазон частот на входе PLL желательно иметь узкий, и фильтровать его полезно. Больше смущает делитель от Hittite - а надо ли иметь 8 GHz при ГУН до 800 МГц? Из той же серии и ГУН - хорош, но $16.95 в партии 5-49 штук выльется в кругленькую сумму при покупке в России и срок поставки будет немалый.

[Genadi Zawidowski]

Десять фильтров вместо одного? И это все ради того, чтобы не переключать умножения в петле?
на 6.5 = на какой тактовой DDS? Может на 6.0 ?

Да, тут один коллега сейчас мучает микросхему AD9951 при тактовой 400 МГц:


В своем макете на AD9951 заметил такой неприятный эффект - на выходе DDS присутствует сигнал 100 МГц с уровнем -20dBc. При установке частоты DDS кратной 25 МГц этот сигнал исчезает.

Это как - так и должно быть или дохлая микросхема? Не одного ли происхождения Ваш, Леонид, спур и у моего коллеги?

[LEONID_S]

к vadim_d


Здраствуйте . верно , на 8 Гига не нужсн , но это то что есть . у них был компонент с делителем на 32 включая фазовый детектор , но как это у Карцева : а вчера были большие , но за 5 рублей ... так этот уже не выпускают и стоит .... 64 доллара . да и греится и 250 милиампер по току . я взял ГУН который был что называется под рукой , да и к томуже придерживался одного правила - вуделить выходную частоту от рабочей так что бы 8-й гармошкой не достать . можно конечно применить или использовать внутренний прескалер от какого либо PLLа , но .... мало что принимает на вход 800 мега . кстати от HITTITE я попросил пару штук для разработки . у них есть одна сетьёзная проблема - важен конечный пользователь , а так штук 5 можно выклянчить . по поводу ГУНа - была возможность применить от старых мобильников типа NOKIA , те от MURATA перекрывают около 100 мега при питании линии настройки от нуля до 6-ти вольт . так что господа всё в руках наших . надо дерзать . исходники есть , всё только дело времени .

[LEONID_S]

Геннадий - частота на входе ДДС 24 мега . не используя умножение на 6 , выходная - 12 мега максимум , т.е. clk/2

[R3LDA]

Предлагаю в качестве основы синтезатора применить эту схему DDS.

Кстати на выходе этого ДДС блока
установлен операционник AD-811.

В мануале написано что он служит для получения идеальной синусоиды сигнала...
73

[LEONID_S]

можно же применить и другие ГУНы , есть СИренза , к примеру VCO191-450т , и если применить технологию FRACTIONAL N , то можно на пример при делёжке на 3,8 или 4,6 получить нужную частоту даже если ГУН очень узкополосный .

[LEONID_S]

А где схема , колега ?

[R3LDA]

А где схема , колега ?

Сорри файл чуть позже прицепил:)

73

[LEONID_S]

a , ok , ok !

[R3LDA]

Пока вы изучаете, пару слов для тех у кого с немецким так же как у меня с английским:)

Борт может работать практически с любым PLL.

Там приведён пример, я просто переведу его коротенько.

Скажем собираем вседиапазонный приёмник с пределами перестройки 0-30мгц Преобразование вверх 1 пч 45мгц.

Тогда нам понадобится предел перестройки синтезатора 45- 75мгц
ДДС программируется с учётом фактора PLL

К примеру выбираем фактор 8


тогда 45/8=5.625мгц
75/8=9.375мгц

т.е. получаем сам DDS перестраиваится в пределах 5.625-9.375мгц, а частота на выходе синтезатора изменится от 45 до 75мгц
в качестве VCO можно будет использовать POS-75..
Выход с интезатора поделили на 8 и завернули на фазовый детектор.

А так нечего особенного в борте нет, 10ячеек памяти
Возможность программирования +- любой промежуточной частоты

Программируется девайс 3 кнопками. Детали синтезатора у нас
продаются и в виде набора всё в одном. Именно такой я приобретал и собирал 3 года назад. Кроме того для лентяев
продаётся уже готовый блок. Ну и для тех кто хочет сам собирать комплектующие есть вариант отдельного приобретения
печатки, запрограммированного процессора и собственно чипа
синтезатора АД9835

73

[Genadi Zawidowski]

Геннадий - частота на входе ДДС 24 мега . не используя умножение на 6 , выходная - 12 мега максимум , т.е. clk/2
Леонид, я понял Вас, но Вы не заметили, что я говорил о спуре на 6 МГц при тактовой 24 МГц.

[zauberer]

Операционник AD-811 в приведенной выше схеме служит только для сдвига уровня (для симметрирования относительно 0 В) и на качество синусоиды не влияет.
Если применить синтезатор ад9834, то можно еще и выбросить схему ''оцифровки' на транзисторах Т1 и Т2, т.к. у ад9834 есть дополнительный TTL выход.
Александр

[LEONID_S]

приветствую вас . я когдато публиковал статью , вот ссылка http://www.cqham.ru/my_dds.htm . просто завести на фазовый детеkтор это мелочи жизни . тут нужен опыт как вытащить наружу шум фазы и чей - ГУНа или ДДС , далее - если взять ГУН с делёжкой , то указанный шаг перестройки в ДДС надо поделить зараннее на колличесво умножений ГУНа и делителей ДДС , в том и то и разница этой конструкции , т.е. не только показать одну частоту - приёма , а ПЧ будет другим , но и сам шаг показать один а поделить физически на нужный коэфициент. так у меня на пример : ГУН делится до фазивого детектора на 160 в общем . далее , референс или сам ДДС на 2 . общий коэфициент получился 80, но изза конечного делителя на 8 на выходе , всё сократилось на 10 . т.е. соотношение ДДС-ГУН 1:10 . если ДДС перестроить на 100 герц , ГУН расстроится на 1 килогерц , и это отношение надо и показать на шкале перестройке частот радио . у меня есть исходники , но я не буду шагать с модой в ногу и буду несколько старомоден - я не хочу использовать 2 микроконтроллера , как в сегодняшних сборках . программы подгонят под один микро , но с большим колличествов вход-выходов , и она будет доступна всем . если практически продумать ВСЁ , то нужно 3 а порой и 4 микро . ещё один на декодер Морзе , и последний ... если смогу связать всё , то есть ещё одна разработка - переключатель преселецторов , своя программа и разработка . устройство коммутирует 2 вида преселекторов и переключает диапазоны . в добавок даёт сервиз фильтру входа на 6-ти метровый диапазон . но там нужно около 40 входов-выходов . короче говоря есть 4 отдельные конструкции , каждая из которых функционирует оттельно и доведено до ума . но надо бы это связать в пучёк ... будет букет шо книжка пишет . так что решайте госспода , кому охота ручки помарать и повозится в программах , могу переслать , но сохраним прежние условия - это будет сделанно для всех и вся и без дфенег .

[vadim_d]

Леонид, я понял Вас, но Вы не заметили, что я говорил о спуре на 6 МГц при тактовой 24 МГц.
Я сейчас гоняю АЧХ sweep в анализаторе UT2FW от 0 до 1/2 опорной частоты, которая 80 МГц. Имею видимый глазом (в _линейном_ масштабе по вертикали) спур на 20 МГц - как частотная метка в старых ИЧХ. Правда, не имею нормального разделения земель, и даже не все переходные между top/bottom землями, предусмотренными на оригинальной плате.

Могу сделать смелое предположение - львиная доля внутренней логики работает на 1/4 опорной частоты, помеха проходит по земле и/или питанию.

[R3LDA]

Операционник AD-811 в приведенной выше схеме служит только для сдвига уровня (для симметрирования относительно 0 В) и на качество синусоиды не влияет.
Если применить синтезатор ад9834, то можно еще и выбросить схему ''оцифровки' на транзисторах Т1 и Т2, т.к. у ад9834 есть дополнительный TTL выход.
Александр

Спасибо, при модернизации синтезатора я собственно хотел AD-811 задействовать в фазовом детекторе..


73

[LEONID_S]

k df9fxk
скажите пожалуйста коллега , с\колько стоит такой девайс как вы опубликовали в не собранном виде - ELV DDS9832 ?

[LEONID_S]

а вот и схема которую я описывал вчера и предлогаю на ваш суд сегодня . софрты есть также .

[R3LDA]

k df9fxk
скажите пожалуйста коллега , с\колько стоит такой девайс как вы опубликовали в не собранном виде - ELV DDS9832 ?

Доброе утро Леонид!

Набор без AD811 стоит около 60 евро. Продаётся он на сайте
журнала Функаматёр в Online Shop
Полностью собранный синтезатор на 30 евро дороже.
Кроме того этот же набор и комплектующие по отдельности
можно купить на сайте производителя. У них кстати на 1-2 евро дороже..:)

вся информация и цены по этому линку:
http://shop.elv.de/output/controller.aspx?cid= 74&detail=10&detail2=6325

73

[LEONID_S]

дорого , а по российским меркам тем более ! если уж на то пошло , то ДДС на 3 головы выше стоящий до этой цены не доходил , я имею ввиду АД9951/2 от итальянцев . там отдельные платы дёшево можно купить , около 7~8 евро за платку и остальное тоже , но до 90 не дойдёт . да , это ещё в 2005 году было !!! сегодня уже дешевле .

[LEONID_S]

дорого , а по российским меркам тем более ! если уж на то пошло , то ДДС на 3 головы выше стоящий до этой цены не доходил , я имею ввиду АД9951/2 от итальянцев . там отдельные платы дёшево можно купить , около 7~8 евро за платку и остальное тоже , но до 90 не дойдёт . да , это ещё в 2005 году было !!! сегодня уже дешевле .

[R3LDA]

дорого , а по российским меркам тем более ! если уж на то пошло , то ДДС на 3 головы выше стоящий до этой цены не доходил , я имею ввиду АД9951/2 от итальянцев . там отдельные платы дёшево можно купить , около 7~8 евро за платку и остальное тоже , но до 90 не дойдёт . да , это ещё в 2005 году было !!! сегодня уже дешевле .

Согласен что дороговасто, однако при моём х р е н о в о м англицком:)

(поправте если ошибся)
прочитал что, у Итальяшек ДДС и контроллер размещены на 2х платах . При этом, если собрать конфигурацию
с возможностями DDS-20, цeнa итальянского ДДС будет более 100евриков. По поводу чипа АД9951/2 который на голову выше
AD9835, при структуре построения синтезатора DDS+PLL его преимущества не очевидны...
73

[LEONID_S]

отнюдь ? такой штуковине как 995Х можно дать более широкое применение и переделат синтесаизер на другой лад , с другим ПЛЛ , уличшив показатели шума и убрать спуры .

[vadim_d]

а вот и схема которую я описывал вчера и предлогаю на ваш суд сегодня . софрты есть также .
Леонид, спасибо, схема интересная. LCD можно воткнуть по 4-битной схеме, один 595-й уйдет. BAND тоже можно вывести 4-мя битами, его так и таскать легче. Если взять PIC поновее, то можно отказаться от внешнего EEPROM. В активной части фильтра явная ошибка - нарисована ПОС и пассивная часть фильтра видит низкоомную нагрузку. Ну и если RF OUT достигает -133 dBc/Hz только при 100 кГц расстройке - вроде как-то маловато за такие деньги.

[LEONID_S]

спасибо за реплику Александр . поэтому я и выложил материал , может вместе сварим кашу , что бы была достойна повторению .

думаю что можно и 2 контроллкера в один засодить , если применить PIC16F28 на пример . надо программы состыковать и всё будет работать . LCD да можно запустить на 4 бита , всё верно , есть место для сокращения . возможно приётся согласовывать между 2-мя фильтрами , но каждый в отдельности функционирует .
если достать ГУН покруче , то можно добится и -140 на 10 кило расстройке . это будет не плохо . но кто обещает , что можно построить круче ? если ссылатся на реплики о конструкции Дроздова , то там утверждали что сам ГУН без делителей доходит до -140 в пределах 1 килогерца расстройки . трудно поверить , но проверить не возможно в домашних условиях . я практически имел дело с измерениями , на производстве и замерять мне приходилось ооочень крутые синтезаторы , где понятия PLL и DDS близко не стояли . это дорогие игрушки и стоили они гораздо более 100,000 долларов . но даже в таких цацках я не видел показателей фазового шума -140 дбс на герц в расстройке 1 килогерц , а ведь не просто так разрабатывались и заказывал кто-то и платил тоже ..

[LEONID_S]

если уж на то пошло , то для полного счастья не хватает этой конструкции , но опять таки - исходник есть , идея была моя и работает , а вот как из 3-х контроллеропв один сделать или вернее из 4-х ? тут ещё и декодер Морзе есть http://www.hamradio.cc/projects/Morse_Code_Decoder_C ircuit.php

[LEONID_S]

приветствую всех . есть кое какие изменения , облегчающие с программами , но и деталюшки не дешёвые . ГУН в еденичной покупке около 80 долларов , но стоит этих денег .


74ACT74
http://www.fairchildsemi.co m/ds/74/74ACT74.pdf


VCO UMJ-635-D14
http://www.vco1.com/
http://www.vco1.com/UMJ.html
http://www.vco1.com/SCDs/scd635-a.pdf


OP184
http://www.analog.com/UploadedFiles/Data_Sheets/OP184_284_484.pdf

[Valery Gusarov]

Кому можно заказать? синтезатор-9 ГУНов, ДПКД без контроллеров-на работе PIC вылетают запросто от вкл в метре Моторолы 5ВТ.

[Genadi Zawidowski]

к сожаленю, только с контроллером... От мобльника, во всяком случае, не сбоит.

[US7AW Mihail]

Извините что не в тему.
Для синтетического формирования SSB и СW на прием и передачу срочно нужен DDS 1..30 Мгц c треугольной формой выходного сигнала который должен работать синхронно с другим DDS (синус) в том же диапазоне частот.
Реально его изготовить или преобрести?
73!
Михаил, US7AW

[RZ6AT]

срочно нужен DDS 1..30 Мгц c треугольной формой выходного сигнала

Михаил, такое запроста делается на небольшой ПЛИС + ИС быстродействующего ЦАПа.....

[Vl@d]

Мне нужно перекрыть частоты 64-96 Мгц. Дак сколько нужно ГУН-ов с точки зрения малых шумов выходного сигнала? Или можно обойтись одним?

[Genadi Zawidowski]

В составе синтезатора?
Ответ зависит от того, сколько ожидается этих самых шумов, от частоты сравнения и от чувсвительности по управлению.

Общее направление - при увеличении диапазона управляющего напряжения получается менее шумный генератор.

Полуоктавное перекрытие на диапазоне 0.5..4.5 вольта модно получить на четырёх ГУН, октавное - на шести.

Если нет огранчений на управляющее тапряжение - хоть на одном.

Я о тех шумах, что возникают из-за реисторов в фильтрах ФАПЧ.

[Vl@d]

Полуоктавное перекрытие на диапазоне 0.5..4.5 вольта модно получить на четырёх ГУН, октавное - на шести.
У меня относительное изменение частоты - 0,4. Тогда при управляющем напряжении 0.5..4.5В выходит, нужно 2 ГУНа. Но у меня напряжение на варикапе от 2 до 20В. Тогда, наверно, можно обойтись одним ГУНом. И еще вопросик, какая дискретность изменения частоты в любительских синтезаторах, в фирменных трансиверах? Смотрел статьи в журналах, насчет этого вопроса, но так и не нашел ответа.

[Genadi Zawidowski]

Njxytt
Тогда при управляющем напряжении 0.5..4.5В выходит, нужно 2 ГУНа.
Четыре, в моём случае - с парой варикапов BB135 каждый.


И еще вопросик, какая дискретность изменения частоты в любительских синтезаторах, в фирменных трансиверах?
Меньше 10 герц делать нет смысла для телеграфа, 50 - слегка многовато для ssb. Я для себя принял шаг настройки с валкодера 10 герц и 1 герц - точность внутренних расчётов частот в синтезаторе.

[Anvar]

Уважаемые господа!
Вопрос ко всем!
Кто сравнивал шумовые характеристики синтезаторов на ГУН или ПЦС с шумом кварцевого генератора в качестве гетеродина? Кварцевый резонатор на частоту 112,5 МГц в стеклянном корпусе АТ среза.

[RN3GP]

Тут много что сравнивали http://forum.cqham.ru/viewtopic.php?t=1071 6&postdays=0&postorder=asc&&start=0