Синтезатор Терещука и фазовые шумы

[Владимир_К]

На коллекторе ключевого каскада, пила.

Так как никто из знатоков синтезаторов не отвечает, попробую я, со своим понятием. Если что не так, гуру подправят. А вопрос этот интересный и хотелось бы разобраться не только теоретически, но и увидеть практическое, правильное решение. Например с применением м/с, типа ADF4001, или что-то подобное.
Например: http://www.kosmodrom.com.ua/prodlist...kbutton=Search
Есть два типа ФД. Первый, по схеме исключающее ИЛИ. Импульсы на выходе детектора имеют ширину пропорциональную разности фаз опорника и Гуна. В режиме синхронизации разность фаз постоянна, соответственно напряжение на выходе детектора после ФНЧ также постоянно и имеет определенную величину. При уходе частоты Гуна, разность фаз меняется, соответственно наряжение на варикапе, меняется, подстраивая Гун. Детектор второго типа работаент по фронтам. Если частота Гуна меньше частоты опорника, на выходе ФД появляется пачка положительных импульсов, которые через ФНЧ подзаряжают конденсатор, увеличивая напряжение на варикапе. Частота ГУН растет, пока разность фаз не станет равной нулю. При этом, никаких импульсов на выходе нет. И наоборот, если частота Гуна выше частоты опорника, на выходе ФД появляются отрицательные импульсы, которые разряжают конденсатор.
Значение тока в импульсе должно быть постоянным. И современные микросхемы синтезаторов это обеспечивают. Это как раз и есть, то что khach, обозвал Charge pump, по-нашему это типа зарядовый насос. И в программах, (калькуляторах) расчета синтезаторов, которые выкладывают фирмы, один из параметров, который надо задать в программе, именно выходной ток ФД. А в ФД, что часто применяются в синтезаторах, ток этот, зачастую, не понятно какой.

[sgk]

Сергей, а может всё же проблема в слишком упрощённом
фазовом детекторе?

Как оказалось одни проблемы. Сначала увеличил питание транзистора в ГУНе до 12 В, в цепь базы переменный резистор и подобрал более "малошумящий" режим работы собственно ГУНа.
Далее подобраны параметры RC в ФНЧ на варикап. Резистор 100 кОм на варикап заменён дросселем, вместо 110 кОм и 3,3 нФ 3,9 ком и 10 нФ. Спектры для сравнения:

В результате полоса петли ФАПЧ увеличена до 5 кГц, "уши Бетмана" исчезли и фазовые шумы синтезатора на отстройке 10 кГц от несущей -124 дБн/Гц, отстройке 20 кГц -131 дБн/Гц.
Ранее в одной из тем были замеры фазовых шумов современного синтезатора на микросхеме DDS дорогостоящим прибором
http://www.cqham.ru/forum/showthread...=1#post1777445
в результате замеров фазовые шумы выше (-116 дБн/Гц @ 10 кГц и -115 дБн/Гц @ 20 кГц) чем у синтезатора Терещука. Можно перефразировать вопрос в теме, почему у современного синтезатора (в конкретном случае) фазовые шумы выше?

[EU1SW]

А можно ли еще перефразировать вопрос таким образом " а почему люди сравнивают в лоб цифры абсолютных значений ФШ синтезаторов, частоты которых отличаются почти в 2 раза?"?

[Владимир_К]

Можно перефразировать вопрос в теме, почему у современного синтезатора (в конкретном случае) фазовые шумы выше?

Не понятно, что значит "современный"? Это который с цветным дисплеем? Или тот, в котором в качестве опоры ДДС?

[sgk]

Можно учесть поправку. Современный синтез на DDS -122 дБн/Гц @10 кГц и -121 дБн/Гц @20 кГц , Терещук -124 дБн/Гц @10 кГц и -131 дБн/Гц @20 кГц. Поправку учли, так почему у современного DDS фазовые шумы выше?

Не понятно, что значит "современный"?

Это синтезатор который по ссылке на микросхеме DDS.

[RN3GP]

DDS -122 дБн/Гц @10 кГц и -121 дБн/Гц @20 кГц , Терещук -124 дБн/Гц @10 кГц и -131 дБн/Гц @20 кГц.

Нравиться мне SI570

[sergejbelyj]

Нравиться мне SI570

И шо там может нравиться? 20-40ррм?

[RN3GP]

И шо там может нравиться? 20-40ррм?

Т –40 to +85 ºC на частоте 160мГц. Что Вас не устраивает? Вы юзали синтез на 570? Он Вас разочаровал?

[sergejbelyj]

Нет не разочаровал, но дорожка PSK заметно "плавает". Герцы, но видно на водопаде. Нужен термостат, хотя бы пассивный. Впрочем, тема не о ней

[UN-NS]

Показалось,что не всем понятно влияние характеристик синтеза на работу приемника. У синтеза 3 основных компонента шума:
- шумы рядом с несущей, плюс\минус 3кГц. этот шум активно подавляется петлей ФАПЧ и по сути определяется шумом опоры, умноженной на Кд ДПКД.
Практически, тут же сидят наводки от магнитных полей, пульсации в шине питания и в самой малой степени шум транзистора ГУН;
- спектральные составляющие частоты сравнения и ее гармоник, минимальные в случае использования ИФД с полевым транзистором в ключе выборки\ хранения;
- шумы далеко от несущей 6-12 кГц , величина которых определяется исключительно качеством ГУН и его колебательной системы. Петля ФАПЧ за частотой среза уже не работает и улучшить эти шумы не может. В малоканальных станциях улучшают этот параметр просто поставив настроенный контур на выход гетеродина ( рс Маяк и мн. другие).
Что на что влияет в приемнике?
Если поставить любой синтезатор в Базовый приемник Лаповка с узкополосным трактом ВЧ - разницу вы вряд ли заметите, станция будет работать так же хорошо, как и с ГПД. Неприятности начинаются при применении схемы с преобразованием вверх. Входная полоса приемника очень широкая, как минимум диапазонная, а 1 смеситель пока недостаточно совершенен и на шумах дальней зоны, "палках" частоты сравнения в спектре совместно с сигналами из эфира происходит взаимное преобразование , воспринимаемое потом как шум , в основном невнятный. В этом шуме полезный слабый сигнал просто тонет. Нет той глубины и прозрачности эфира, когда на одной частоте сразу слышно бывает 2-3 станции из разных регионов. Раньше все это слышали на ДИ и Лаповках. Есть аппараты с мощной динамикой , и чистым синтезом как TS850, 950 где этот шум проявляется не всегда. Редко.
DDS синтез свободен от недостатков частоты сравнения, шума ГУН в дальней зоне, но у него спуры, по сути - то же самое по воздействию.
И любительский трансивер - не самое сложное. Гораздо труднее сделать приемник для приема ШПС сигналов с высокой чувствительностью и динамикой...понятно почему.
Построение гетеродинов - поиск компромисса между использованием всех известных способов. Есть и прямые решения - формирование DDS на высокой частоте с последующим делением на 8-16 и более. Но это пока дорогое решение и не всегда оправданное - динамика смесителя разумных размеров имеет предел.