Автор Тема: Выбор схемы синтезатора  (Прочитано 3650 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн UN7GCE

  • Jr. Member
  • **
  • Сообщений: 83
Выбор схемы синтезатора
« : Октябрь 30, 2016, 10:04:48 am »
На сайте СКР http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?5734-%D7%F2%EE-%EC%EE%E6%E5%F2-%E7%E2%F3%EA%EE%E2%E0%FF-%EA%E0%F0%F2%E0&p=1316867&viewfull=1#post1316867 я затронул тему измерений спектра сигналов при помощи  звуковой карты.
Методика мне понравилась и я уже здесь продолжу выкладывать материал, что сумел получить.
Прежде всего, хочу сказать, что измерения делались в домашних условиях и на микроскопическую точность не претендуют.
Вся эта затея начата мной для выяснения вопроса, - что же лучше, какой синтез, по какой схеме.
При этом не брались в зачет крутые МС типа AD9951 и выше.
Были собраны простенькие три тестовые платы синтезаторов без узлов индикации и тастатуры. Что было заложено в программу – запуск DDS’ок, управление валкодером с изменением частоты +/- 250 кГц, выбор шага перестройки и узлы коррекции тактового генератора. Все синтезаторы на выходе имеют делитель на 4.
Первый это классический PLL синтез на AD9835. С тактовой  = 50 МГц.
Второй это так называемый Fractional-PLL синтез. Тоже на AD9835 с тактированием от ГУНа на 40 МГц.
И третий это DDS синтез на AD9851 с тактовой 32 х 6=192 МГц.
Все сигналы на выходе имели один уровень и частоту чуть выше 10 МГц. Звуковая карта калибровалась перед измерениями. То, что классический PLL синтез оказался хуже всех меня не удивило. Удивило другое, - на тех же деталях, на том же ГУНе Fractional PLL синтез показал результат лучше фактически на 10 дБ. Ну и DDS на AD9851 с делением сигнала на 4 оказался самым лучшим.
Но зато он оказался самым худшим в отношении стабильности частоты. При измерениях приходилось ждать минут 15, прежде чем начать сканирование. Все-таки применение тактового  генератора с умножением 32 МГц*6= 192 МГц это не зер гуд. А fractional PLL синтез оказался самым стабильным. Конечно, 16 МГц деленный на 32 выдал 500 кГц с изумительной стабильностью. Исходя из выше изложенного мне смотрится ещё один синтез с использованием  fractional PLL принципа, но основанный на AD9851, с опорником типа 5 Мгц /16 от “гиацинта”, или что то близкое к этому. Например: тактировать AD9851 ГУНом на 196 МГц, а сигнал делить на 8, получим на выходе 24,5 МГц (при ПЧ=5.5 МГц). Что скажет народ по этому случаю? Не знаю, сможет ли 74AC74 разделить на два 196 МГц. И как выполнить ГУН на такую частоту.
Евгений

Оффлайн евгени

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1798
Re: Выбор схемы синтезатора
« Ответ #1 : Октябрь 30, 2016, 11:31:45 am »
с опорником типа 5 Мгц /16 от “гиацинта”
Может вначале сделать кварцевый опорник на транзисторе. По моим наблюдениям на логике КГ довольно шумые.

Результат по PLL удивил, ожидал лучшего.
Может у вас есть замеры китайского синтеза на  AD9850 ?

Оффлайн UN7GCE

  • Jr. Member
  • **
  • Сообщений: 83
Re: Выбор схемы синтезатора
« Ответ #2 : Октябрь 30, 2016, 12:26:47 pm »
Может вначале сделать кварцевый опорник на транзисторе. По моим наблюдениям на логике КГ довольно шумые.
Возможно на микро уровне это  и так. Первый вопрос: на какой логике? Второй вопрос: Ваши измерения.

Может у вас есть замеры китайского синтеза на  AD9850 ?
AD9850 и AD9851 ни чем не различаются, единственное отличие в выборе способа умножения тактового генератора.
Евгений

Оффлайн евгени

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1798
Re: Выбор схемы синтезатора
« Ответ #3 : Октябрь 30, 2016, 01:35:07 pm »
Первый вопрос: на какой логике?
155 и 74 в DIP - шум примерно однаковый . Транзистор + формирователь как в РП418 потише.

Второй вопрос: Ваши измерения.
"Замеры" в квадратных попугаях.
На вход приемника (без АРУ) подаю сигнал генератора смотрю шум на выходе.
Селективный микровольтметр для нищих. lol11
Настраиваясь сверху снизу определяю ширину юбки  генератора.
По уровню 3дБ довольно точно выходит.

AD9850 и AD9851 ни чем не различаются
У AD9850 нет умножителя тактовой, вроде выход должен быть по чище.

Оффлайн UN7GCE

  • Jr. Member
  • **
  • Сообщений: 83
Re: Выбор схемы синтезатора
« Ответ #4 : Октябрь 30, 2016, 01:55:27 pm »
Я начну отвечать с цитирования самого себя:
При этом не брались в зачет крутые МС типа AD9951 и выше.
Т.е. предостерегаю сразу  любителей правой болезни. Типа "мне только супер пупер".
У AD9850 нет умножителя тактовой, вроде выход должен быть по чище.
Никто с этим не спорит. Но это не значит, что если тактировать обе МС 100 МГц, то AD9850  будет чище.
Евгений

Оффлайн Anatoly

  • Global Moderator
  • *****
  • Сообщений: 3224
  • RL3KU
Re: Выбор схемы синтезатора
« Ответ #5 : Октябрь 30, 2016, 01:56:35 pm »
Селективный микровольтметр для нищих. lol11
Если бы не смайлик - забанил бы сразу playful11 rofl11
Селективник - вещь, с большой буквы "вЭ" lol11
Более того, неплохо бы учитывать, сколько народа спрашивает "простой и дешевый синтез к Уралу и проч."
Причем многие не хотят купить синтезатор RD3AY, который на сегодня является одним из лучших по соотношению цена/сервис/качество для ТРХ среднего класса. Хотят спаять, "руками потрогать". Это к тому, что еще есть люди, которым в кайф присутствовать в эфире на самодельном аппарате. Причем у многих и интернета нет, приходится бумажки таскать а контроллеры прошитыми привозить. Но есть желание, есть хобби...
Это не ОФФтопик, это описание еще одной грани "паяющего любительства".
Вот, собственно, поэтому я и пишу: больше самоделок, простых и сложных! Любая творческая вещица найдет своего паятеля rolleyes11

Что касается 74 серии.
"Интеграловские" исключаем сразу - лотерея. Причем плохая, даже при приближении к 2/3 предела могут начаться глюки, отказ работы. А могут и перекрыть - но очень редко. Причина? Моё мнение - нестабильная технология производства. Как говорили на 111-м заводе:"... сегодня вакуумщик в чистой комнате бычок оставлял, вот завтра партия оборонки пойдет.. а сегодня - ширпотреб lol11 "
Моторола, Филипс и прочие "с именем и орденами" - до 150МГц работали, перекрывая паспорт. Допускаю, что найдутся и более высокочастотные экземпляры, но вероятность этого мала. Технологии и топология отработаны и такой перехлест параметров явно малореален в отлаженной серии.
То есть - смотреть в сторону более "шустрой" логики.

Оффлайн евгени

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1798
Re: Выбор схемы синтезатора
« Ответ #6 : Октябрь 30, 2016, 03:32:37 pm »
Но это не значит, что если тактировать обе МС 100 МГц, то AD9850  будет чище.
У меня только AD9850 поэтому и интересовался , может мерили.

Оффлайн евгени

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1798
Re: Выбор схемы синтезатора
« Ответ #7 : Октябрь 30, 2016, 04:38:39 pm »
ОФФ:
Я начну отвечать с цитирования самого себя:
Цитата: евгени от Сегодня в 11:31:45 amПри этом не брались в зачет крутые МС типа AD9951 и выше.Т.е. пр
Поправте автора , это не я  писал.

Оффлайн Anatoly

  • Global Moderator
  • *****
  • Сообщений: 3224
  • RL3KU
Re: Выбор схемы синтезатора
« Ответ #8 : Октябрь 30, 2016, 04:44:59 pm »
У меня только AD9850
Что тут сказать.. ситуация, в общем-то нередкая.
Есть "в тумбочке" деталь, а применить её можно лишь угробив параметры некоего более качественного устройства.
Попробую я "пофлудить" в рамках давно ожидаемой мной темы - о простых синтезаторах среднего класса - на эту же тему.
Все популярные ИМС 5890, 5891 и 5990 5991 очень хорошие вещи.
Если стоит задача сделать недорогой генератор сигналов с хорошей стабильностью - самое то. Более того, перейти с 5890 на 5891 довольно несложно, а вот на серию 99хх - проблемы. Придется лезть в написание программ.
Куда приткнуть 9850?
В генератор (синтезатор) для ТРХ/RX невысокого класса. Ниже среднего. Спуры совершенно не соответствуют требованиям сегодняшнего дня. 9851 - получше, для многих популярных самоделок среднего уровня - самое то.
Обе ИМС (оба модуля на них) - дёшевы. Можно трогать руками схемотехнику синтезаторов не боясь влететь на большие деньги. Плюс несомненный. Опять же, кто сказал, что на них нельзя показаться в эфире? Вполне можно. Ди всё мной сказаное выше (про дедов-паятелей) актуально. А 99хх уже намного дороже. Для них (дедов) - на тот "рубеж неперехода".
Более того, сидеть с собранной и настроенной платой того же РП-418 приятнее с любым синтезом. Согласитесь, что ждать с платой в столе и слушая эту плату - вещи разные по уровню кайфа lol11
Поэтому, Евгений, если Ваш интерес к 9850 в плоскости применения - советуйтесь с тёзкой-автором темы и делайте. Тем более, что в качестве полигона для работы с сервисом опыт будет нелишним.
Всё вышесказанное мои личные мысли и никоим образом не попытка их навязать кому-либо rolleyes11

Оффлайн Anatoly

  • Global Moderator
  • *****
  • Сообщений: 3224
  • RL3KU
Re: Выбор схемы синтезатора
« Ответ #9 : Октябрь 30, 2016, 04:47:54 pm »
предостерегаю сразу  любителей правой болезни. Типа "мне только супер пупер"
Вот с этим полностью согласен coolest
Ценность простых конструкций на "средних" элементах - в получаемом опыте без больших финансовых потерь.
Это помимо всего Вами и мной сказанного.

Оффлайн евгени

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 1798
Re: Выбор схемы синтезатора
« Ответ #10 : Октябрь 30, 2016, 05:03:13 pm »
интерес к 9850 в плоскости применения
4 таких модуля лежат , сделать из их приличный синтез мозгов пока не хватает. cry11

Оффлайн Anatoly

  • Global Moderator
  • *****
  • Сообщений: 3224
  • RL3KU
Re: Выбор схемы синтезатора
« Ответ #11 : Октябрь 30, 2016, 05:11:38 pm »
4 таких модуля лежат , сделать из их приличный синтез мозгов пока не хватает
Берите за основу
И третий это DDS синтез на AD9851 с тактовой 32 х 6=192 МГц
а что прописать в прошивку, чтобы не включать умножение - Евгений Вам подскажет.
По управлению 5890 и 5891 одинаковы.

Оффлайн UN7GCE

  • Jr. Member
  • **
  • Сообщений: 83
Re: Выбор схемы синтезатора
« Ответ #12 : Октябрь 30, 2016, 11:32:47 pm »
4 таких модуля лежат , сделать из их приличный синтез...
В инете выложено порядочное количество синтезов на AD9850 и AD9851. Осталось только повторить. Но все они генерят сразу рабочую частоту. А ещё В.Дроздов писал про фазовые шумы, которые уменьшаются (во сколько раз? не помню, на 6 дБ?) при каждом делении. Вот мне (с подсказки UR5YW) и пришла в голову мысль использовать DDS на AD9851  с делением на 4. О чём и выложил свои измерения и скелетную схему. Считаю, что спектр достаточно чист для трансивера средней руки. Моя задача улучшить данные полученные от этой схемы, не усложняя элементную базу.
Теперь по поводу фазовых шумов обсуждаемых МС. Вот вырезка спектров из даташитов. Частота генерации одинаковая, чуть разница в тактовой частоте. Делайте выводы.
PS Да... По поводу исходников. Вот здесь http://www.vk5tm.com/homebrew/dds_vfo_8/dds_8.php в конце страницы лежит исходник на асме. Написано очень доходчиво, в своё время я черпал оттуда свои знания. Рекомендую. Как раз по AD9850 и AD9851.
Евгений

Оффлайн UN7GCE

  • Jr. Member
  • **
  • Сообщений: 83
Re: Выбор схемы синтезатора
« Ответ #13 : Октябрь 31, 2016, 02:10:00 am »
Я совсем выпустил из виду, что собирался ещё протестировать выход AD9851 с делением и без. Посмотреть так сказать в живую ближнюю и дальние зоны. Сейчас быстренько поменял пару строк в исходнике и выкладываю результаты. По схеме 1 поста (DDS_1) видно, что сигнал можно брать как с делителя 10 МГц, так и с инвертора после ФНЧ. Программа менялась так, чтобы всегда было 10 МГц на выходе.
Итак: в ближней зоне фактически ничего не изменилось. Но посмотрите сколько спуров появилось на второй картинке. IMHO - эффект налицо.
Евгений

Оффлайн UN7GCE

  • Jr. Member
  • **
  • Сообщений: 83
Re: Выбор схемы синтезатора
« Ответ #14 : Январь 03, 2017, 11:07:36 pm »
В теме синтез для монстра писать не стал, так мои вопросы, возможно, наивные. Но хочется получить на них ответ, так как в спец литературе ответа не нашёл. А вопросы у меня такие. На блок схеме показана стандартная структура PLL/DDS синтеза. Ничего не обычного. Но при проектировании по какому принципу берется частота среза ФНЧ?  Полагаю по уровню -3 дБ от верхней частоты DDS'а. Это так? ФНЧ Чебышева.
На какие цифры лучше ориентироваться при расчете петлевого ФАПЧ? На блок схеме я написал 100 кГц, т.е. 10% от частоты ФНЧ . Или нужно ориентироваться на другие цифры.
Здесь Виктор писал про "уши Бэтмана" http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?30455-%CC%EE%ED%F1%F2%F0-%ED%E0-%EA%E2%E0%F0%F6%E5%E2%FB%F5-%F4%E8%EB%FC%F2%F0%E0%F5&p=1122732&viewfull=1#post1122732 , при каких конкретных цифрах они могут появиться?
Евгений

Онлайн Игорь 2

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 6938
Re: Выбор схемы синтезатора
« Ответ #15 : Январь 04, 2017, 06:27:31 am »
А вот, кстати, мне местные любители сказали, что все современные аппараты, уже давно на DDS перешли, и параметры при этом весьма высокие получают.  flag11
В частности, были названы модели
Элекрафт K3S, KX2, KX3
Флекс 6500
Есу FT DX5000
Кенвуд 590SG
Есть у кого данные?  flag11
Ничего невозможного нет

Оффлайн UN7GCE

  • Jr. Member
  • **
  • Сообщений: 83
Re: Выбор схемы синтезатора
« Ответ #16 : Январь 04, 2017, 07:20:40 am »
...все современные аппараты, уже давно на DDS перешли...
Я выложу ссылки на скачку сервис мануалов двух есу,  3К и 5К.  В первом применён PLL синтез, а во втором DDS. Но в последнем применёна серьёзная фильтрация на выходе. Да и в 3К тоже.
3К - https://yadi.sk/d/r6BkmnaohYUv8   синтез стр 88
5К - https://yadi.sk/i/bGA8miNT36sXXn  синтез стр 133
Евгений

Онлайн Игорь 2

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 6938
Re: Выбор схемы синтезатора
« Ответ #17 : Январь 04, 2017, 09:04:20 am »
 UN7GCE, спасибо, попробую разобраться... coolest
Ничего невозможного нет

Оффлайн UR3IQO

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 371
Re: Выбор схемы синтезатора
« Ответ #18 : Январь 07, 2017, 11:28:02 am »
Но при проектировании по какому принципу берется частота среза ФНЧ?  Полагаю по уровню -3 дБ от верхней частоты DDS'а. Это так? ФНЧ Чебышева.
Да, чтобы диапазон частот на выходе ДДС влезал в полосу фильтра. Иногда есть смысл применить здесь ПФ вместо ФНЧ.

Цитировать (выделенное)
На какие цифры лучше ориентироваться при расчете петлевого ФАПЧ? На блок схеме я написал 100 кГц, т.е. 10% от частоты ФНЧ . Или нужно ориентироваться на другие цифры.
Тут в двух словах не рассказать... У Вас будет задача по нахождению оптимального компромисса с точки зрения шума в петле/за пределами петли и в переходной области, также параметры петлевого фильтра должны обеспечивать устойчивую работу петли. Проще всего скачать ADISimPLL и в ней поэкспериментировать, предварительно задав параметры (в том числе и по шумам) всех узлов.

Я бы более 300Гц полосу петли в таком синтезаторе не брал. Ну и по шумам вся надежда на ГУН :) Зато срани от ДДСа будет не много (имейте ввиду все шумы и спуры на выходе ДДСа которые попадут в полосу петли будут усилены в Вашей схеме в 10 раз).

В частности, были названы модели
Элекрафт K3S, KX2 - по этим не знаю,
KX3 - здесь ДДС нет - используется si570
Флекс 6500 - это вообще DDC архитектура (с оцифровкой на ВЧ)
Есу FT DX5000 - да, AD9951
Кенвуд 590SG, тоже AD9951

Онлайн Игорь 2

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 6938
Re: Выбор схемы синтезатора
« Ответ #19 : Январь 07, 2017, 12:21:55 pm »
Хорошо, попробую разобраться. А что, AD9951 там прямо так в чистом виде и используется?  no11
Ничего невозможного нет

Оффлайн UR3IQO

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 371
Re: Выбор схемы синтезатора
« Ответ #20 : Январь 08, 2017, 03:22:36 am »
Хорошо, попробую разобраться. А что, AD9951 там прямо так в чистом виде и используется?  no11
В 590м подфильтровали ПФ и все, в 5000 вначале фильтруется ПФ, потом делится на 2 или на 4. Чаще всего производители не заморачиваются с побочными каналами приема на палках DDS - ну, а че напрягаться - их не слышно без антенны, а в реальном эфире на слух определить, что принимается что-то на палках синтезатора не просто, тем более палкт эти по уровню достаточно маленькие. Это мы тут страдаем :D

Оффлайн UN7GCE

  • Jr. Member
  • **
  • Сообщений: 83
Re: Выбор схемы синтезатора
« Ответ #21 : Январь 08, 2017, 05:44:49 am »
Да, чтобы диапазон частот на выходе ДДС влезал в полосу фильтра. Иногда есть смысл применить здесь ПФ вместо ФНЧ.
Спасибо, Олег!
В начале этой темы я выложил схему PLL_VCO синтеза, где средняя частота ФНЧ была равна 500 кГц (475-525). И при первом макетировании поставил вместо ФНЧ ЭМФ-500-20, с полосой 20 кГц. Но заставить петлю захватить ГУН не получилось, тогда убрал ЭМФ и поставил на его место ФНЧ всё стало ОК. Этот синтез мне очень понравился, несмотря на то, что он был основан на AD9835. Вот и продумываю сделать ещё одну тестовую плату, где будет применен уже AD9851 и хочу задрать ГУН на частоту 140 МГц (его выход - тактовая для DDS). Так как для смесителя RX пойдет частота /4, то и шумы соответственно должны снизиться ещё на -12 дБ. Не скажу, что жду от него чудес, но это должно быть лучше параметрического ГПД.
Да, Олег у меня ещё один вопрос по МС ФАПЧа. Я заметил, что китайские CD4046, уступают мотороловской 1404046 по шумам. В связи с этим возникла мысль перейти на триггерную схему ФАПЧа на 74НС74, есть ли смысл делать это? Шум у самой 74НС74 довольно низкий.
Евгений

Оффлайн UR3IQO

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 371
Re: Выбор схемы синтезатора
« Ответ #22 : Январь 08, 2017, 11:01:40 am »
И при первом макетировании поставил вместо ФНЧ ЭМФ-500-20, с полосой 20 кГц. Но заставить петлю захватить ГУН не получилось, тогда убрал ЭМФ и поставил на его место ФНЧ всё стало ОК.
Такие фильтры можно включать только "за" петлей ФАПЧ, в петле их быть не должно, т.к. петля будет неустойчивой, да и смысла их там ставить в принципе нет.

Цитировать (выделенное)
Этот синтез мне очень понравился, несмотря на то, что он был основан на AD9835. Вот и продумываю сделать ещё одну тестовую плату, где будет применен уже AD9851 и хочу задрать ГУН на частоту 140 МГц (его выход - тактовая для DDS). Так как для смесителя RX пойдет частота /4, то и шумы соответственно должны снизиться ещё на -12 дБ. Не скажу, что жду от него чудес, но это должно быть лучше параметрического ГПД.
У Вас получился вариант где роль дробного делителя выполняет ДДС. Палки от него в пределах полосы петли будут на выходе больше в Кд раз (где Кд это коэффициент "деления" ДДС, т.е. отношение его входной к выходной частоте), поэтому полосу петли не получится сделать широкой. С узкой полосой все будет определять ГУНом. На больших отстройках можно получить вполне приличные параметры.

Да, еще, выбирайте Кд ДДСа подальше от целых чисел, т.к. когда выходная частота ДДСа приближается к субгармонике тактовой частоты спектр быстро обрастает кучей палок.

Плюс такой схемы (с ДДС в качестве делителя петли ФАПЧ) - нет надобности городить генератор для тактирования ДДСа.

Цитировать (выделенное)
Да, Олег у меня ещё один вопрос по МС ФАПЧа. Я заметил, что китайские CD4046, уступают мотороловской 1404046 по шумам. В связи с этим возникла мысль перейти на триггерную схему ФАПЧа на 74НС74, есть ли смысл делать это? Шум у самой 74НС74 довольно низкий.
Я 4046 и подобные не использую - они шумные сами по себе. Лучше использовать что-то с нормированным уровнем шума (ADF4002, например, у Hittite были варианты потише, они кстати ныне тоже AD, но все они в очень неудобном QFN корпусе, много потребляют и стоят безумно дорого). С ADFкой тоже не без проблем, и не такая уж она тихая, но зато есть удобные инструменты для расчетов петли, и некоторая уверенность, что в итоге все получится так, как смоделировано. :)

74НС74 сама по себе ФД не является, многое будет зависеть от того, как делать на ней ФД, как будут выходные цепи сделаны, на какой частоте она будет работать. Строго говоря большого смысла вылизывать шум ЧФД в Вашем случае нет - лучше уделите больше внимания ГУНу, шумовые параметры в тех местах, где нам важно будет определять именно он.