Forum: HF, Funk und Felder Kaskadierung von RF Synthesizern


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Fabian Z. (fabi_z)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo alle zusammen,

ich bin über einen relativ neuen RF Synthesizer von TI gestoßen
(LMX2594). Dieser RF Synthesizer kann von 10MHz bis 15GHz
Ausgangsfrequenzen erzeugen. Bei der weiteren Suche, bin ich über diesen
Internetartikel gestoßen:

https://www.crowdsupply.com/era-instruments/erasyn...

Hier wurde der LMX2594 in einer Beschaltung getestet, wo der Ausgang von
einem LMX2594 in den Eingang vom nächsten LMX2594 gegeben wurde.

- Frage 1:

Ich verstehe nicht warum das gemacht wurde und welche Vorteile sich
darauß ergeben?

Bessere SNR, geringeres Phasenrauschen?

Aber warum ist man dann nicht einfach mit einer DDS von einem FPGA
drauf?

Diese hat doch auch eine geringes Phasenrauschen?

- Frage 2

Satz im Datenblatt:  OSCin supports single or differential-ended clock.

Was ist der Vorteil wenn ich den Chip mit einen differenziellen Signal
ansteuere als mit einem normalen Sinus von einem Oszillator?

Liegt es ganz allein nur an der verbesserten Gleichtaktunterdrückung?

Das gleiche mit den Ausgängen. Es gibt 2 differenzielle Ausgänge. Kann
ich diese auch als 4 Ausgänge verwenden im single-ended Betrieb?


- Frage 3

N Divider and Fractional Circuitry
The N divider includes fractional compensation and can achieve any
fractional denominator from 1 to (232 – 1).
The integer portion of N is the whole part of the N divider value, and
the fractional portion, Nfrac = NUM / DEN, is
the remaining fraction. In general, the total N divider value is
determined by N + NUM / DEN. The N, NUM and
DEN are software programmable. The higher the denominator, the finer the
resolution step of the output. For
example, even when using fPD = 200 MHz, the output can increment in
steps of 200 MHz / (232 – 1) = 0.047 Hz

Im Text steht umso höher ich den Nenner wähle, umso kleiner kann ich
meine Frequenzschrittweite für den Sinus festlegen.

Ist das Korrekt:

Je geringer die Schrittweite desto länger die Einschwingzeit aufgrund
der Trägheit des Regelmechanismus?

Je größer die Schrittweite umso mehr Störtöne (Fractional Spurs)?

Wie kann man den besten Kompromiss ermitteln?


- Frage 4

Auch habe ich nicht ganz verstanden warum es so besonders ist das dieser
Synthesizer eine Rampenfunktion generieren kann?

Eigentlich strebt man doch an einen Sinus über viele Frequenzen zu
erzeugen.


Vielen Dank für eure Hilfe
Grüße

: Verschoben durch Moderator
von 404 (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Viele Fragen zu einer Seite die nur 404 bringt.

von Fabian Z. (fabi_z)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert

: Bearbeitet durch User
von ach (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Teile schauen gut aus. Hat jemand Eines in den Haenden gehabt ?

von ach (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Frage 1.
Der zweite Synth macht den Dreck des ersten weg, wenn man die passenden 
Einstellungen waehlt.
Wie erwaehnt geht es um Spurious.

Frage 4
Die Rampe ist eine Frequenzrampe.

von Fabian Z. (fabi_z)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
ach schrieb:
> Frage 1.
> Der zweite Synth macht den Dreck des ersten weg, wenn man die passenden
> Einstellungen waehlt.
> Wie erwaehnt geht es um Spurious.

Ich denke du willst mir damit sagen, das der erste den Dreck des 
Oszillators weg macht, oder? Der erste hat dann sozusagen ein relativ 
sauberen Ausgang der dann wiederum in den zweiten Eingang geht, um noch 
reiner zu werden?!

Aber warum dann den gleichen Baustein. Man kann doch auch mit einer DDS 
auf den Eingang, oder?

Wie siehts mit den anderen Fragen aus, kennt sich hier jemand damit aus?


--------------------------------------------------------------
P.s: Warum wurde der Beitrag in HF,Funk und Felder verschoben?

von A. K. (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hmm...ihr wollt 15Ghz Synths kaskadieren....das ist für dich aber sicher 
noch Gleichstrom:)

LG

von Syndedi Sator (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Fabian Z. schrieb:
> Bessere SNR, geringeres Phasenrauschen?

Das sicherlich nicht.

Die einzige Erklärung für dieses Vorgehen ist für mich:

Da Fraktionalsynthese alleine immer daran leidet dass knapp
neben ganzzahligen Teilungsfaktoren die Nebenlinien sehr
stark präsent sind, versucht man die Umgebung einer Ganzzahl-
Teilung zu vermeiden. Indem man die Referenzfrequenz für diese
Bereiche leicht verschiebt um für die gewünschte Ausgangs-
frequenz ein deutlich von der Ganzzahl Teilung abweichenden
Teilerwert zu bekommen.

Die Nebenlinien verschwinden sobald sie von der Begrenzung der
Loop-Bandbreite des Schleifenfilters stärker unterdrückt
werden.

Allerdings ist die Erzeugung einer verschiebbaren Referenz-
frequenz mittels DDS günstiger (kein FPGA-DDS) da die erreich-
bare Signalqualität (Nebenlinien, Phasenrauschen) höher ist
und die Einschwingzeit einer (nicht vorhandenen) PLL wegfällt.

von Fabian Z. (fabi_z)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Arno K. schrieb:
> Hmm...ihr wollt 15Ghz Synths kaskadieren....das ist für dich aber sicher
> noch Gleichstrom:)
>
> LG

Nein das nicht, aber die Frequenz spielt bei allen Fragen nur eine 
untergeordnete Rolle. Die Einstellung eines Fractional-N Synths bleibt 
bei 30MHz das gleiche wie auch bei 80GHz.

Es geht um die Frage warum überhaupt kaskadieren? Wie kann man die 
Signalqualität verbessern usw. . Das hat eher was mit Signalverarbeitung 
zutun da immer die gleiche Theorie dahin liegt. Aber theoretisch ist es 
mir egal in welchem Unterforum der Beitrag liegt. Ich bin Glücklich über 
Antworten :)

von Syndedi Sator (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Fabian Z. schrieb:
> Es geht um die Frage warum überhaupt kaskadieren?

Du liest aber schon auch Antworten? Oder stellst du
lieber nur Fragen und gehst dann wieder?

von Fabian Z. (fabi_z)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Syndedi Sator schrieb:
> Fabian Z. schrieb:
>> Bessere SNR, geringeres Phasenrauschen?
>
> Das sicherlich nicht.
>
> Die einzige Erklärung für dieses Vorgehen ist für mich:
>
> Da Fraktionalsynthese alleine immer daran leidet dass knapp
> neben ganzzahligen Teilungsfaktoren die Nebenlinien sehr
> stark präsent sind, versucht man die Umgebung einer Ganzzahl-
> Teilung zu vermeiden. Indem man die Referenzfrequenz für diese
> Bereiche leicht verschiebt um für die gewünschte Ausgangs-
> frequenz ein deutlich von der Ganzzahl Teilung abweichenden
> Teilerwert zu bekommen.

Verstehe ich das richtig das du meinst das ein Integer-N Teiler mehr 
Nebenlinien ausbildet als ein Fractional-N?

Ich dachte, kann mich aber auch täuschen, das ein Integer-N "reference 
spurs" ausbildet. Diese Nebenlinien kann ich nur unterdrücken mit 
„großen“ Kondensatoren im Tiefpass, was wiederum den Frequenzwechsel 
verlangsamt.

Beim Fractional-N geschieht aufgrund des ungeradzahligen 
Teilungsverhältnisses eine ungleiche Periode. Diese bildet sich dann zu 
"fractional spurs" aus. Wie man diese dann unterdrückt weis ich nicht.


> Die Nebenlinien verschwinden sobald sie von der Begrenzung der
> Loop-Bandbreite des Schleifenfilters stärker unterdrückt
> werden.

Dieser unterdrückt mir die Nebenlinien?


> Allerdings ist die Erzeugung einer verschiebbaren Referenz-
> frequenz mittels DDS günstiger (kein FPGA-DDS) da die erreich-
> bare Signalqualität (Nebenlinien, Phasenrauschen) höher ist
> und die Einschwingzeit einer (nicht vorhandenen) PLL wegfällt.

Also meinst du ich sollte einen leicht verschiebbaren DDS Chip zulegen 
den ich als „festfrequenz“ Signalquelle für den Eingang vom LMX2594 
verwende?

Blöde frage vielleicht, aber wie berechne ich zwischen welchem 
Frequenzbereiche der DDS am besten arbeitet für die optimale 
Signalqualität?

Vielen Dank dir für deine Hilfe :)



P.s:

Syndedi Sator schrieb:
> Fabian Z. schrieb:
>> Es geht um die Frage warum überhaupt kaskadieren?
>
> Du liest aber schon auch Antworten? Oder stellst du
> lieber nur Fragen und gehst dann wieder?

Ich war zu langsam mit zurück schreiben :D

: Bearbeitet durch User
von Syndedi Sator (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Fabian Z. schrieb:
> Verstehe ich das richtig das du meinst das ein Integer-N Teiler mehr
> Nebenlinien ausbildet als ein Fractional-N?

Warum liest du nicht das was geschrieben steht?

Syndedi Sator schrieb:
> daran leidet dass knapp
> neben ganzzahligen Teilungsfaktoren die Nebenlinien sehr
> stark präsent sind

"Knapp neben" bedeuted eben nicht "ganzzahlig", sondern
"Knapp neben" bedeuted knapp neben.

Ganzzahl-Teilungsfaktoren machen keine Probleme da die
Fraktional-Anteile für diesen Fall null sind.

Fabian Z. schrieb:
> Blöde frage vielleicht, aber wie berechne ich zwischen welchem
> Frequenzbereiche der DDS am besten arbeitet für die optimale
> Signalqualität?

Das ist wahrhaftig eine blöde Frage. Denn nur du weisst welche
Anforderungen du hast. "Optimal" heisst ja nicht "beste".

von Syndedi Sator (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Fabian Z. schrieb:
> Dieser RF Synthesizer kann von 10MHz bis 15GHz
> Ausgangsfrequenzen erzeugen.

Es gibt auch noch andere Mütter mit schönen Töchtern.
Bei Analog Devices z.B. ADF5355.

Fabian Z. schrieb:
> Also meinst du ich sollte einen leicht verschiebbaren DDS Chip zulegen
> den ich als „festfrequenz“ Signalquelle für den Eingang vom LMX2594
> verwende?

Von Sollen kann keine Rede sein. Wir wissen ja nicht genau was du
überhaupt willst.

Das Prinzip ist hier angedeuted:

Beitrag "Re: Der Si5351 als LO"

von Fabian Z. (fabi_z)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich wollte den Artikel verstehen. In diesem wird versucht das besten aus 
dem Synthesizer heraus zu holen. Dafür wurde kaskadiert. Nur habe ich 
nicht verstanden warum. Beim nachlesen kamen dann noch andere Fragen auf 
wie:

Was muss man tun um das geringste Phasenrauchen [dBc/Hz] zu bekommen 
wenn man von 10MHz bis sagen wir mal 8 GHz in 10Hz Schritten 
durchsteppen möchte?

oder

Was ist der Vorteil wenn ich den Chip mit einen differenziellen Signal
ansteuere als mit einem normalen Sinus von einem Oszillator?

Liegt es ganz allein nur an der verbesserten Gleichtaktunterdrückung?

Das gleiche mit den Ausgängen. Es gibt 2 differenzielle Ausgänge. Kann
ich diese auch als 4 Ausgänge verwenden im single-ended Betrieb?

Syndedi Sator schrieb:
> Warum liest du nicht das was geschrieben steht?
>
> Syndedi Sator schrieb:
>> daran leidet dass knapp
>> neben ganzzahligen Teilungsfaktoren die Nebenlinien sehr
>> stark präsent sind

Sorry das habe ich irgendwie falsch verstanden. Also willst du aus dem 
ungeradzahligen Teilungsverhältnis aufgrund des Frequenzverschobenen 
Eingangssignal ein geradzahliges Teilungsverhältnis erzwingen?

Hab ich's jetzt richtig verstanden?

: Bearbeitet durch User
von Syndedi Sator (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Fabian Z. schrieb:
> Sorry das habe ich irgendwie falsch verstanden. Also willst du aus dem
> ungeradzahligen Teilungsverhältnis aufgrund des Frequenzverschobenen
> Eingangssignal ein geradzahliges Teilungsverhältnis erzwingen?

Sorry da geht es bei dir schon drunter und drüber. Wenn man was
erklärt kommt man bei dir schnell vom Hundertsten ins Tausendste.

Ich rede von Ganzzahl-Teilungsfaktoren (versus gebrochenen
Teilungsfaktoren), du redest plötzlich von ungeradzahligen ...

Ich gebe auf, ich bin raus. Soll dir jemand anders erklären.

von GHz-Nerd (Gast)


Bewertung
2 lesenswert
nicht lesenswert
1) Eine PLL lockt ein VCO auf ein Vielfaches einer festen 
Referenzfrequenz.

2) Es ist in vielerlei Hinsicht von Vorteil eine hohe Referenzfrequenz 
bzw. PFD-Frequenz zu wählen:
- Höhere Loop-Bandbreite und somit schnellere Frequenzwechsel möglich
- Besseres Phasenrauschen (falls der VCO nicht besonders gut ist)
- Reference Spurs machen keine Probleme da fRef >> Loopbandbreite

ABER:

3) Bei einer klassischen PLL sind nur Ausgangsfrequenzen von N*fRef 
möglich. N ist dabei eine ganze Zahl (integer). So sind Frequenzschritte 
von z.B 10 Hz nicht realistisch machbar.

4) Fractional-N PLLs lösen dieses Problem indem auch NICHTGANZZAHLIGE 
Vielfache möglich sind (z.B N = 30.2). Intern wird das dadurch 
realisiert, dass der Teiler ganz häufig und im entsprechenden Verhältnis 
zwischen 30 und 31 umgeschaltet wird.

5) Für Teiler knapp neben einem Integer (z.B N = 30.0001) entstehen 
durch diese Umschaltung integer boudary spurs (IBS). Diese können 
durchaus innerhalb der Loopbandbreite liegen und stören gewaltig.

DESHALB:

6) Falls anstelle des N-Teilers die Referenzfrequenz geringfügig 
verschoben wird, kann die Haupt-PLL bei einem ganzzahligen N bleiben und 
generiert somit keine IBS. Dabei muss man natürlich sicherstellen, dass 
die Referenzfrequenz ihreresits nicht von IBS betroffen ist, aber das 
kann man durch eine geschickte Frequenzplanung ohne weiteres vermeiden.

von Pandur S. (jetztnicht)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
So ganz nebenbei.. das 20GHz Teil ist ausverkauft, und die Abgespeckten 
sind erst diesen Dezember lieferbar.

von Syndedi Sator (Gast)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Zitronen F. schrieb:
> So ganz nebenbei.. das 20GHz Teil ist ausverkauft

... och mönsch ... grad wollte ich mir einen Sixpack bestellen.

von Pandur S. (jetztnicht)


Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nee. Ein Glitch. Es hat wieder. Ich hab eins bestellt, ab Lager. Ich 
werd dann berichten wie's ist.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.