Синтезатор DDS из "Радио" [Архив]

Просмотр полной версии : Синтезатор DDS из "Радио"

Сергей RX3AQ

15.03.2005, 14:46

Юрий RA9MJR

15.03.2005, 14:53

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.

Илья RW3FY

16.03.2005, 14:53

Коллеги!
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.

73!

Сергей RX3AQ

17.03.2005, 16:04

Илья RW3FY

17.03.2005, 17:22

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?
73!

Приветствую, Сергей!
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.

73!

CO2040

18.03.2005, 13:22

Илья RW3FY

18.03.2005, 14:49

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.

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.

73!

CO2040

18.03.2005, 15:50

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.

73!

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.

Илья RW3FY

18.03.2005, 23:40

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".

Все-таки в конце-концов нужен какой-то оптимум. Кварцевых фильтров с подавлением 80 дБ я никогда не видел

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.

Ну, при отстройке 40 кГц получить односигнальную избирательность хотя бы в 90 дБ хочется...

Ну, это очень мягкое требование...

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 :D , 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 :D .

73!

ra6lm

19.03.2005, 22:15

RA6LM
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

Илья RW3FY

20.03.2005, 20:34

Приветствую, Виктор!

----------------------------------------------------------------------------------
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.

Трансивер с этим гетеродином и смесителем на КН-8 слышит сигналы с уровнем 0,05 мкв.

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.

73!

CO2040

21.03.2005, 13:06

УРА !
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).

RD3AY

21.03.2005, 14:43

Программу ADIsimPLL
можно без регистрации забрать по ссылке:

http://www.analog.com/Analog_Root/static/technology/RFComms/rfif/ADIsimPLL_V2501.zip

Илья RW3FY

21.03.2005, 16:23

УРА !
Видимо, наконец я добился более-менее нормальных результатов.

Поздравляю!

Ну что может быть лучше и проще чем делители 193-й серии или транзистор 2Т368 в буфере ГУНа ?

193 серия хороша, некоторые м/с этой серии вообще не имеют буржуйских аналогов --- не всё делалось только передирательством.Хо тя 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.

Саму PLL по-прежнему считаю на бумажке по формулам

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.

А как следствие при постоянном коэффициенте деления ГУНов будет меняться и частота сравнения.

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.

Вобщем, первым решением будет свой фильтр PLL на каждый ГУН

Разумно. Как минимум, это проще в настройке. Да и крутизна перестройки ГУНов в общем случае имеет разброс --- тут это можно учесть.

Результат просто супер – на СК4-59 шумы почти не различимы (на отстройке 20 кГц), ширина петель стала около 10 кГц.

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.

73!

KSRS

22.03.2005, 18:42

Маленькая добавка, для тех кто не спешит...

Илья RW3FY

22.03.2005, 23:08

Маленькая добавка, для тех кто не спешит...

Доброго времени суток!

В перечне параметров --- ни слова о уровне побочных спектральных составляющих. Я такой вариант построения синтезатора пробовал, правда, только с АД9851. Получил средний уровень спектральных составляющих порядка -80...-60 дБ --- и то не на всех частотах. Точных значений уже не помню, но видны они были очень явственно, причём не только в полосе петли ФАПЧ. Самое неприятное --- при приближении частоты ГУНа к частотам вида Fгун=NxFср, где N --- целые числа, а Fср --- частота сравнения ИЧФД, наблюдался резкий рост уровня спектральных составляющих, вплоть до -40...-20 дБ относительно полезного сигнала --- чем ближе частота была к кратному значению, тем спектр хуже. Вопрос --- приходилось ли сталкиваться с такой проблемой, и как боролись? В моём эксперименте брался ГУН POS-2000 фирмы Mini-Circuits, его частота делилась на 20 и подавалась через буфер на вход ДДС, выход которой после фильтрации заводился на ИЧФД. Частота сравнения была или 2.5, или 5МГц --- тоже уже вспомнить сложно. Полоса петли --- порядка 5...10 кГц.

73!

CO2040

23.03.2005, 11:05

Илья RW3FY

23.03.2005, 11:56

Структура где DDS используется в качестве программируемого делителя вполне возможна, но меня она не устроила : получается слишком "широкая палка", особенно когда частота входного сигнала внутри еще умножается. Не знаю как в 9852, но в 9951 я использовал умножение. Измерение производил в ближней зоне, а дальше смотреть и не стал. В конечном итоге я пошел по пути EU1CC. Преимущество в случае применения DDS в качестве делителя - постоянная частота сравнения.

А в каком смысле "широкая палка"? Если это про шум вблизи несущей, то это лечится как и в любой другой петле ФАПЧ выбором параметров петлевого фильтра и к-тов деления --- в этом смысле такое построение ничем принципиально не отличается от любого иного. Мне не понравилось другое. При использовании ДДС в качестве дробного ДПКД практически не используются фильтрующие свойства ФАПЧ --- всё, что у ДДС за полосой петли, в полной мере присутствует и в выходном спектре синтезатора, точно так же, как при "традиционном" построении спектр за полосой петли определяется качеством ГУНа. А поскольку к-т умножения в петле реально ощутимо больше 1, то и свойства петли некоторые компоненты усиливать всё равно работают против нас. Т.е. проигрываем в этом варианте по спектру ощутимо, а не выигрываем почти ничего. На мой взгляд, такой метод хорош, если надо получить частоту в несколько раз выше выходной частоты ДДС, но при этом требования к уровню дискретных составляющих невысоки --- есть много видов техники, где нужны частоты синтезаторов в сотни МГц, а уровень палок -60 дБ вполне устраивает. Увы, в хэм-радио требования намного жёстче.

73!

CO2040

23.03.2005, 12:27

Под "широкой палкой" имелся ввиду именно шум непосредственно вблизи основного колебания. Разница была ощутима. Структура 1 : с выхода ГУна брал 100 МГц, далее - делил на 2 до своих любимых 50 МГц и подавал на вход DDS, внутри - включал умножение на 8, выходная частота - 2 МГц (частота сравнения соотв. при использовании 74HC4046 1 МГц). Фактически здесь DDS выполнял роль делителя на 50. Структура 2 : заменил DDS на свой "инструментальный делитель", реализованный на паре К500ИЕ137 и нескольких ИС 500ЛМ105. Этот делитель имел коэффициент деления 50. Т.е. в итоге имеем все те же параметры по частоте сравнения, полосе петли и т.д., но результат - по уровню -60 дБ ширина палки, соответствующей основному колебанию, составляла около 1 кГц, (разрешение 100 Гц, обзор 0.5 кГц/деление, видеофильтр 100 Гц), в то время как при включении туда DDS это значение было аж до 5 кГц. Тут, конечно, результаты в цифрах не очень объективные, т.к. спектрану уже много лет, скорее всего на этих разрешениях он уже показометр, но при одних и тех же условиях измерений можно дать сравнительный анализ и сказать где было лучше, где хуже.
И мне кажется что возрастание шумав вблизи основного колебания было связано именно с использованием внутреннего умножителя частоты в DDS (а умножалась тут не частота кварцевого генератора, а непосредственно частота ГУНа). Поэтому у меня вопрос - используется ли в приведенном варианте синтеза на 9852 умножитель тактовой частоты для DDS ядра или нет. (Я точно не знаю, есть ли он там вообще ибо доки на 9852 не читал).

Илья RW3FY

23.03.2005, 12:45

KSRS

23.03.2005, 12:54

Авторы дают пока только предварительную информацию. Попытаюсь задать им Ваши вопросы. Полосу пели заявляют 200-1000Гц, ДДС без умножения опорного сигнала, но его выход фильтруется полосовым фильтром. Диапазон частот ГУН узкий, но шаг маленький. Да и скорость перестройки им неважна. Хотя требования к щумам в полосе 40КГц у ускорительшиков должны быть жёсткими - происходит развал сгустка электронов в накопителе при совпадении паразита с синхротронным резонансом (на анализаторе наблюдается в виде резкого роста боковых - до 6 гармоники синхротронного резонанса).

Документик кинул для образования "читателей" топика, а то просто какойто диалог идёт и нет никакой жизни в форуме. :roll: Похоже реакция нормальная - скачали более 70 раз. Извините, но немогли бы Вы написать небольшой сводный FAQ по синтезаторам для радиолюбителей. Желающих поэкспериментировать много, а хорошей аппаратуры слишком мало, да и умения работать с ней тоже нехватает.

С уважением,
KSRS.

AleGZ

23.03.2005, 13:20

Вот еще итальянский проект DDS, но без прошивки, может интересно кому http://www.nitehawk.com/rasmit/vna_dds/ad951_dds.html
Комментарии приветствуются :)

73!

Илья RW3FY

23.03.2005, 17:21

Хотя требования к щумам в полосе 40КГц у ускорительшиков должны быть жёсткими - происходит развал сгустка электронов в накопителе при совпадении паразита с синхротронным резонансом (на анализаторе наблюдается в виде резкого роста боковых - до 6 гармоники синхротронного резонанса).

Ясно. Оно и похоже на то, что вещь изначально создавалась под какое-то специфическое применение. Хотя, если немного пораскинуть мозгами, мне кажется, такую плату можно использовать и в традиционных вариантах применения ДДС. Полосовая фильтрация --- правильно. С шумами в описанном варианте всё должно быть в порядке. А подавление палок за сотню дБ им навряд ли нужно.

Извините, но не могли бы Вы написать небольшой сводный FAQ

На мой взгляд, в рамках форума это дело бесполезное --- достаточно большой по времени труд, который очень быстро затеряется где-нибудь среди старых тем --- под такое надо создавать отдельный сайт, чем заниматься совершенно лень --- охота ж и с паялом покалупаться! К тому же, взваливать на одного человека роль "изрекателя истин", а остальных низводить на роль "слушателей" --- в корне неправильно, т.к. мнение одного человека может быть и ошибочным, и субъективным --- в таком деле обязательно нужны оппоненты и режим диалога, а не монолога.

Поэтому, я думаю, надо сделать иначе. Если модератор читает всю эту переписку, то вот такое к нему предложение --- а не выделить ли все темы по синтезаторам в отдельный раздел форума? Тем таких достаточно много, и в них при желании можно найти ответы на многие вопросы, в виде либо непосредственно ответов, либо ссылок на различные источники по тематике, если же темы собрать в одну кучу --- искать станет легче. Почему именно синтезаторы, а не, скажем, смесители, усилители, фильтры и т.д. --- потому что вопросы "синтезаторостроения" в р/любительской практике на сегодня самые болезненные, т.к. всё остальное уже десятилетиями отработано (от железа до методик измерений), а вот конструированием синтезаторов многие начинают заниматься только сейчас, сталкиваясь как с вопросами непосредственно конструирования и схемотехники, так и с проблемами измерений параметров того, что сотворили --- с одной стороны, из-за отсутствия дорогостоящей измерительной техники, а с другой --- из за того, что методы измерений параметров синтезаторов простыми средствами далеко не всем известны, да и известные нуждаются в дальнейшем их развитии из-за неудобства использования.

Ещё один момент для тех, кто интересуется синтезаторами. Недавно, совместно с Александром UT2FW, мы "обкатали на практике" очень простой способ измерения спектральных характеристик синтезаторов в "ближней" зоне. Описание использованной методики и некоторые примеры результатов измерений, а также ссылка на использованную нами софтину выложены на сайте у Александра --- кому интересно, рекомендую. Кстати сказать, присылание снятых подобными способами "картинок" спектров всевозможной техники, от любой самодельной и до любой фирменной, приветствуется. Высылать можно на мыло непосредственно UT2FW.

73!

Илья RW3FY

23.03.2005, 18:28

Вот еще итальянский проект DDS, но без прошивки, может интересно кому http://www.nitehawk.com/rasmit/vna_dds/ad951_dds.html
Комментарии приветствуются :)

73!

Неплохо сделали. Но "в чистом виде", без ФАПЧ, под высококачественный приёмник, на мой взгляд, всё же малость слабовата. Хотя это намного лучше, чем АД9851, и, применив полосовые фильтры, можно рассчитывать на заметно лучший результат в плане избирательности приёмника --- который уже очень многих вполне устроит. А в ФАПЧовом синтезаторе с такой штуковиной можно замахиваться на "суперпараметры". Хотя такой "супер-синтезатор" простым не будет --- чтобы реализовать адекватный возможностям этой м/с синтезатор, придётся нехило напрячься. Иначе это будет стрельбой из пушки по воробьям.

73!

KSRS

24.03.2005, 12:54

Согласен с мнением о выделении тем, но ФАК можно и "прикрепить" в начало любого форума. ТОгда и убегать не будет и пополнять удобно. На "РОМБЕ" так и делают. И пополнять лучше не одному, а 2-5 человекам а больший коллектив обычно во флейм переходит. Да и ФАК по смесителям, УВЧ и УПЧ тоже непомешает, с образованием теперь проблемы - незнаю често чему сейчас молодых учат...

Вспоминая времена когда книга Манасевича ещё была тёплой, только из-под печатного станка, думаешь, как тогда всё казалось просто на их забугорной базе... Сейчас её доступность несколько возрасла, но требования к аппаратам тоже не стоят на месте. И опять народ идёт в поиск.
Наверное неплохо бы было выложить ряд типовых решений ГУН, ДПКД, ФД, ИЧФД с описанием работы и параметров. В рамках ФАКа, с прикреплением файлов это вполне возможно. В этом случае начинающие могут сразу что-то сделать, а потом продолжить своё образование в разработке собственных схем. Тем более, что основные грабли уже рассмотрены и обсуждены. Например - тема создания октавного синтезатора диапазона 250 - 500 МГц, с шагом 100 герц - напрашивается ДДС в качестве делителя, но может быть и другое решение.
Честно говоря, сам я последний синтезатор на 38 - 42 МГц делал 15 лет назад, многое подзабылось. А сейчас опять вспоминать приходится.

Илья RW3FY

24.03.2005, 23:18

Согласен с мнением о выделении тем, но ФАК можно и "прикрепить" в начало любого форума. ТОгда и убегать не будет и пополнять удобно. На "РОМБЕ" так и делают. И пополнять лучше не одному, а 2-5 человекам а больший коллектив обычно во флейм переходит. Да и ФАК по смесителям, УВЧ и УПЧ тоже непомешает, с образованием теперь проблемы - незнаю често чему сейчас молодых учат...

Нет. Я идею FAQ не поддерживаю. Это хорошо, когда авторы публикаций устраивают такое по своим разработкам. А просто так, "вообще" --- мне не нравится. Т.к. это всё равно получится кто-то в роли "избранных", а кто-то --- "всех остальных". А обсуждение таких вещей должно происходить на равных. Надо кого-то учить --- пиши статью или книжку и публикуй --- тогда другое дело. Или создавай свой сайт, и там делай чего хочешь. Лично мне ничего из этого не надо. В форуме только потому, что иногда проскакивает полезная инфа, иногда просто встречаешь интересных людей, а иногда и хороших оппонентов, что бывает полезно во время обмозговывания чего-нибудь.

Однако тема ушла куда-то совершенно в сторону. Всё же вопрос изначально состоял в обсуждении конкретного технического решения. Давайте, наверно, не будем так сильно отклоняться от темы, а то это может перерасти во второй "народный трансивер" :D

73!

Сергей RX3AQ

25.03.2005, 10:39

Алаверды, Илья!
И кому как не зачинателю темы это сделать. Позвольте высказать свое непрофессиональное мнение.
Почему я так зацепился за публикацию в "Радио"? Потому что моя квалификация, опыт и приборное оснащение существенно отстает от того, что имеете Вы и что минимально необходимо для разработок в этой области. Вы правильно сказали, что остальная часть трансиверных схем хорошо проработана, а вот эта, на сегодняшний день совершенно необходимая, остается уделом избранных. И массовой она сможет стать только тогда, когда станет относительно легко повторяема. И навороты типа "ГУН-ФАПЧ-DDS-ФД" с огромным числом переменных, о которых идет дискуссия - мне не поплечу. Да и подавляющему большинству хэмов тоже.
С другой стороны, "чистые" DDS сулят именно долгоожидаемые устройства типа "спаял-заработало". И поэтому я столь пристально слежу за подобными разработками.
С Вашими тезисами о недостатках этой конструкции я полностью согласен. Но давайте зайдем с друной стороны. Давайте зададимся требуемыми (каждому свое конечно) параметрами, которыми должен обладать приемник, и исходя из них скажем, какими параметрами должен обладать для этого синтезатор. И исходя из этого будем оценивать его применимость или неприменимость, а не в терминах "для начинающих" или "серьзное радио".
М сразу возникает вопрос: а на какие характеристики приемника влияют параметры синтезатора? Навскидку: чувствительность, подавление нежелательных каналов приема. ДД - только снизу, то есть та же чувствительность, или сверху тоже?
Возьмем за основу Дроздивер. Условно: 0,2мкв чувстительность, 98дБ ДД. Можно ли сказать, удовлетворяет ли этим требованиям итальянский синтезатор на AD9954 c фильтрами из "Радио"?

Илья RW3FY

25.03.2005, 14:20

Алаверды, Илья!

Салам алейкум, Сергей!

Да, в Вашей позиции есть большая доля истины. Но с определёнными моментами я не согласен. Во-первых, насчёт измерений. Моя домашняя измерительная база весьма скромная и не содержит никакой экзотики. Все "Тектрониксы" и проч. только на работе, а там какими-то своими личными разработками особо не позанимаешься --- не то время нынче. Так что единственное преимущество моего "сетапа" в этом плане --- то, что если уж очень надо, могу вечерком задержаться на работе и посмотреть в "личное время" что-то своё, что тоже достаточно непросто, т.к. это своё надо ещё внести на предприятие, а потом вынести обратно. Либо использовать в разработках под хэм-радио какие-то производственные наработки --- но это тоже "вешь ещё та", т.к. производственная тематика не имеет ничего общего с устройствами КВ диапазона, можно, в основном, использовать полученный на производстве опыт, а напрямую переносить какие-то решения в нашу область --- только "для себя, любимого" --- повторить это мало кто сможет. Мы же здесь ведём речь не о том, что можно где-то в заводских условиях собрать и настроить, а о конструкциях, доступных для всех, или большинства, как финансово, так и технологически. До тех пор, пока я не обзавёлся собственным компьютером, я тоже считал, что изготовление качественных синтезаторов --- удел лишь "избранных", имеющих доступ к дорогостоящей измерительной технике. Однако за прошедшее время мой взгляд на эту проблему сильно изменился. Теперь считаю так. Разработать качественный синтезатор самостоятельно, не пользуясь серьёзными спектроанализаторами , в самом деле о-о-очень сложно, хотя при наличии определённого упорства, смекалки и приличного запаса времени можно. А вот для того, чтобы на нормальном уровне повторить уже отработанную хотя бы частично схему, у большинства есть всё. Поскольку встретить компьютер в р/любительском шэке нынче можно гораздо чаще чем, например, даже ГСС. А компьютер позволяет нам делать то, о чём раньше и мечтать не могли. К примеру, я уже упоминал о совместной с UT2FW деятельности относительно измерений. В собственном шэке я пошёл чуть дальше --- смотрю дома спектры тоже при помощи программы компьютерного спектроанализатора, но сигнал снимаю с приёмника прямого преобразования, имеющего полосу пропускания около 30...40 кГц --- соответственно, расширилась и область частот, в которой я могу что-то видеть. Исследуемый сигнал подаю на вход этого приёмника. В качестве гетеродина, в зависимости от задач, использую либо кварцевый генератор с ДПКД на выходе, либо отдельные кварцевые генераторы на разные частоты, либо плату с ДДС АД9951 (раньше вместо неё использовал старый ламповый ГСС-6). Всё вместе позволяет настроить ФАПЧ на самых разнообразных частотах. Конечно, ДД 16-битной звуковки (около 90 дБ) маловат для измерений фазовых шумов высококачественного синтезатора на отстройках уже 1...2 кГц и более, но для настройки узкополосных петель достаточно видеть шум на меньших отстройках, и тут возможностей такого "прибора" вполне достаточно. А настройку одного-единственного RC-фильтра всё же не сравнить по сложности с настройкой 8шт. трёхзвенных LC-фильтров! (А измеритель АЧХ или "набор" ГКЧ+осциллограф есть ведь тоже не у каждого!) Конечно, перед этим нужно настраивать ещё и ГУНы, но, если не изобретать их самому, а использовать отработанные схемы, настройка сведётся преимущественно к установке нужных амплитуд, частот и величин перекрытия --- это делается обычным ВЧ вольтметром и частотомером. Так что, как говорится, не так страшен чёрт, как его малюют. Это мне, чтоб чего-нибудь "изобрести", нужно таскать на работу и обратно платки и коробочки, чтоб смотреть Тектрониксом то, что может вылезти в необкатанной схеме, и чего я не смогу посмотреть дома. А тому, кто захочет повторить сделанное уже кем-то это вовсе не обязательно, т.к. там такие "подводные камни" обычно уже отсутствуют, надо только аккуратно собрать и немного понастраивать.

сразу возникает вопрос: а на какие характеристики приемника влияют параметры синтезатора? Навскидку: чувствительность, подавление нежелательных каналов приема. ДД - только снизу, то есть та же чувствительность, или сверху тоже?
Возьмем за основу Дроздивер. Условно: 0,2мкв чувстительность, 98дБ ДД. Можно ли сказать, удовлетворяет ли этим требованиям итальянский синтезатор на AD9954 c фильтрами из "Радио"?

Про параметры. Уровень побочных дискретных составляющих влияет как на избирательность по побочным каналам, так и на количество поражённых точек --- в зависимости от того, на каких частотах эти побочные составляющие присутствуют. На чувствительность параметры синтезатора влияют только при грубых просчётах разработчика --- как схемотехнических (неправильные режимы транзисторов ГУНов, очень низкая добротность колебательной системы, использование "насыщенной" логики и триггеров Шмитта в выходной цепи гетеродина, применение "шумящих" стабилизаторов питания, отсутствие развязки или слабая развязка у смесителя и т.д.), так и некоторых конструктивных. Т.е. для того, чтобы как-то повлиять на чувствительность, синтезатор должен очень сильно шуметь непосредственно на частоте ПЧ, на рабочей частоте приёмника и на зеркальной частоте, а смеситель иметь плохую развязку по гетеродину. Основное и самое пакостное влияние параметров синтезатора --- на избирательность, в первую очередь, на границу ДД сверху. Эффект называется "обратное преобразование фазовых шумов". Суть в том, что сигнал мощной помехи действует так же, как и гетеродин --- шумы нашего синтезатора под его воздействием переносятся в полосу ПЧ трансивера, и, если уровня помехи достаточно, мы их начинаем слышать. Т.е. под воздействием мощной помехи происходит забитие канала щумами нашего синтезатора. Именно этот эффект и используют методы косвенных измерений фазовых шумов, использующие подачу на вход приёмника мощного сигнала от "чистого" генератора.

Теперь о конкретных цифрах. Чтобы иметь избирательность по по побочным каналам 98 дБ, надо, чтобы все побочные составляющие в спектре синтезатора были задавлены на тех же 98 дБ. Чтобы и шумы синтезатора не ограничивали ДД нашего приёмника, надо, чтобы мощность его фазовых шумов, приходящаяся на полосу, равную полосе пропускания ФОС приёмника, была на заданной отстройке на тех же 98 дБ меньше мощности основного колебания гетеродина. Для полосы ФОС трансивера, равной 3 кГц, это будет соответствовать спектральной плотности -133дБ/Гц, если же мы планируем работать только телеграфом и у нас стоит фильтр 500Гц, то нам для ДД 98дБ вполне хватит и -124,5 дБ/Гц.

Что касается варианта ДДС АД995х плюс полосовые фильтры, то в пределах любительских диапазонов можно ожидать избирательности по побочным каналам порядка 90 дБ --- на порядок лучше, чем с АД9851. Только ложка дёгтя всё равно есть. Уровень "мусора" ДДС увеличивается с увеличением отстройки от несущей, т.е. наш приёмник при этом может запросто заткнуть сигнал работающей на противоположном конце диапазона станции, а не только стоящей где-то близко. А у узкополосной ФАПЧ уровень фазовых шумов с увеличением отстройки убывает до определённых пределов достаточно быстро (примерно 20дБ на декаду), т.е. если мы имели, например, на 10 кГц отстройке реальную избирательность 90 дБ (шум -125дБ/Гц) и линейность тракта не является ограничивающим ДД фактором (есть запас), то на 50 кГц отстройке мы можем иметь реальную избирательность уже не 90, а 107 дБ --- а это я считаю достаточно актуальным, т.к. присутствие мощной помехи равновероятно в любой точке диапазона, а если, например, взять диапазон 40м, то там ДД при больших отстройках вообще очень актуален из-за обилия "вещалок" в американском SSB-участке. Или, к примеру, 10м, где мешающаа мощная станция (какой-нибудь биг-ган во время контеста) может находиться и на сотни кГц от нашей частоты. Но если используемый смеситель не позволяет иметь ДД больше 90 дБ, то в самом деле можно поставить АД995х с полосовиками и не ломать голову над чем-то более сложным.

73!

www

26.03.2005, 09:37

26.03.2005, 10:10

для wWw
http://www.geocities.com/pa2ohh/04dds1.htm

www

26.03.2005, 21:56

Отлично!!!
А я думал, что Analog Devices монополист в этой области. Только вот в этой статье ничего не понятно. Может кто нибудь в кратце переведёт?

Если у кого есть подобные ссылки или даже собственные идеи на этот счёт выкладывайте, буду с огромным интересом изучать.

Ну а по поводу DDS на AD98... у меня сложились следующие впечатления:
1)Разработки Analog Devices в этом направлении крайне перспективны.
2)Отпугивает плохой спектр сигнала без фильтрации ФАПЧ
3)Отпугивает высокая цена (от 600р.)
4)Отпугивает миниатюрный корпус (не у каждого хватит нервов чтобы вручную паять м/с в таком корпусе при такой цене на неё).
Как видно минусы перевешивают плюсы, поэтому нужна дешёвая "ширпотребовская" альтернатива.

26.03.2005, 23:31

Илья RW3FY

27.03.2005, 22:20

А есть ли альтернативные (не AD9....) разработки в области прямого синтеза?

А вообще что если придумать DDS допустим на дискретных элементах или на микроконтролерах?Вед ь для тех кто знает наверно не составит труда написать программу для какого ни будь PIC16... , и пусть на выходе будет меандр.

Тактовые частоты современных ДДС более 100...400МГц. Алгоритм организован аппаратно, т.е., по сути, способом, максимально экономящим быстродействие. Внутри производятся операции с 32-битными числами. Попробуйте себе мысленно представить процессор, который бы обладал хотя бы близким быстродействием при осуществлении всего этого программно. Напрашивается чего-то похожее на достаточно новый Пентиум, только с оптимизированной под работу в качестве ДДС архитектурой. :D . ЦАП у ДДС от 10 до 14 разрядов при тактовых частотах в те же сотни МГц. Не знаю PICов или AVRов, имеющих что-то похожее. А отдельный ЦАП по цене сопоставим с уже готовой ДДС. :D

Меандр пытаться сформировать методом прямого синтеза --- неправильно. Поскольку необходимая тактовая частота ЦАП должна быть как минимум в 2 раза выше частоты самой высокочастотной составляющей выходного спектра. В отличие от синуса, спектр меандра бесконечен. Поэтому везде и используют формирование синуса, а меандр делают уже из него посредством обычных компараторов. Попытка сформировать меандр в ДДС напрямую приводит к тому, что получаем на выходе не одну основную частоту и её гармоники, а фазомодулированный сигнал. Кстати, у меня один друг лет 15 назад пытался сформировать меандр подобным способом (по-сути, сделать из рассыпухи ту же ДДС, но чтоб она выдавала сразу меандр). Эксперимент закончился полным крахом --- друг пришёл в результате измерения параметров полученного им сигнала к выводам, похожим на то, что я рассказал выше. 15 лет назад все эти извращения ещё были оправдвны, т.к. в те времена ДДС на каждом углу не торговали. А нынче, на мой взгляд, подобное абсолютно бессмысленно --- как из рассыпухи, так и из процессоров. Мы же не пытаемся из элементов 2И-НЕ собирать процессоры, а почему-то пользуемся готовыми --- и правильно делаем.

Если Вас интересуют различные альтернативы продукции Analog Devices --- покопайтесь на сайте фирмы Qualcomm. Как сейчас --- не знаю, а несколько лет назад они ещё занимались выпуском ДДС. Только их ДДС в большинстве требовали использования отдельного внешнего ЦАПа. Цены тогда были выше, чем у A/D, как обстоят дела сейчас --- не знаю, меня то, что выпускает сегодня A/D, более чем устраивает.

73!

Илья RW3FY

27.03.2005, 22:36

jesper hansen и иже с ними
http://www.geocities.com/leon_heller/minidds.html
http://homepages.force9.net/picks/swdds.htm
и еще PA0KLT выслал мне свою статью
у меня подобное не дошло до логического конца может у вас выйдет
пользуйтесь

Подобные решения, безусловно, имеют право на жизнь. Хотя особого в них смысла не вижу --- максимальные выходные частоты намного ниже, чем у самых простых ДДС на одном кристалле, а качество спектра вызывает большие сомнения. По цене же вся вместе взятая рассыпуха сопоставима с обычной ДДС, а для получения таких же, как и с ней, параметров в составе ФАПЧ затрат ещё и больше. Как-то в 90-е годы встречал в эфире людей, которые собирали подобное ещё на чём-то типа Z-80 и РФ-ок, было даже нечто типа "клуба любителей прямого синтеза" на 80м диапазоне. Появление АД9830 поставило жирный крест на подобных затеях.

73!

27.03.2005, 23:17

сами уже с усами пробывали считали
ерунда получается оптимальный вариант AD9832+PLL самое то.