Ich baue gerade einen RF-Signalgenerator. Basis ist natürlich ein VCO.
In den Datenblättern findet man teilweise keine Angaben für die "settling time", also wie lange der VCO braucht, um eine neu eingestellte Frequenz auszugeben.
Das ist aber eigentlich essentiell, da es natürlich beschränkt, wie schnell man sweepen kann, etc.
Wie kann ich diese mit "Hausmitteln" vermessen?
Im Prinzip müsste ich Sprünge auf die Control Voltage geben und das Spektrum am Ausgang anschauen:
Ich habe einen Siglent Spectrum Analyzer mit 20MHz "Realtime Bandwidth", damit kann ich das Spektrum anschauen, habe aber leider keine "Referenz" zum Sprung an der Control-Voltage.
Ein VCO hat keine Einschwingzeit, solange nicht künstlich
Verzögerungselemente in der Einspeisung der Tuning-Spanngung
eingebaut sind. Das wird der (vernünftige) VCO-Designer
auch nicht machen. Ein VCO ändert so schnell seine Frequenz
wie der frequenzbestimmende Schwingkreis seine Eigenschaften
ändert (üblicherweise durch eine Varaktor-Diode oder mehrere).
Wenn der VCO in eine PLL eingebunden ist wird die Einschwing-
zeit dominierend bestimmt durch das Loop-Filter. Mit einem
PLL-Tool wie ADIsimPLL von Analog Devices kann man so etwas
sehr sauber simulieren. Dort erkennt man auch dass für den
zu spezifizierenden VCOo keine Einschwingzeit angegeben wird
(weil er keine hat). Der VCO ist so schnell wie seine erste
HF-Schwingung einsetzt.
In den Datenblättern findet man teilweise keine Angaben für die
"settling time", also wie lange der VCO braucht, um eine neu
eingestellte Frequenz auszugeben.
Zeig doch mal ein Datenblatt eines VCO wo eine Einschwingzeit
angegeben bzw. spezifiziert ist.
Ein VCO hat keine Einschwingzeit, solange nicht künstlich
Verzögerungselemente in der Einspeisung der Tuning-Spanngung
eingebaut sind. Das wird der (vernünftige) VCO-Designer
auch nicht machen.
Es gibt VCO-Konzepte, bei denen ein Kondensator fuer das
schwingende System einen virtuellen Erdpunkt darstellt, und
ueber den auch, per Spannung moduliert wird. Da sitzt also
ein RC-Tiefpass. Das geht auch "vernuenftig" nicht anders.
Und die Zeitkonstante ist gross gegenueber der Frequenz des VCO.
Von "schnell" kann also keine Rede sein.
Es ist halt nicht alles so kapazitaetsarm wie Kapazitaetsdioden.
Wenn ich den Einschwingvorgang messtechnisch untersuchen wollte,
wuerde ich die Periodendauer der VCO-Schwingung messen, und
aehnlich wie ein Samplingoszi mir Messpunkte in Abhaengigkeit
von der Zeit beschaffen.
Ist das Messsystem schnell genug, koennte man auch direkt jede
Periodendauer messen und mit einem Zeitstempel versehen abspeichern.
In der enstehenden Tabelle haette man direkt den Einschwingvorgang.
Ergänzung: Das ist ein VCO mit PLL. Mit deiner Erklärung oben tippe ich mal darauf, dass das eher die Einschwingzeit der PLL ist!
Zusammengefasst:
Solange ich nur den VCO via seiner Control Voltage ändere gehts schnell, wenn meine Frequenzänderung eine Rekonfiguration der PLL braucht, habe ich eine Settling time?!
Wenn ich den Einschwingvorgang messtechnisch untersuchen wollte,
wuerde ich die Periodendauer der VCO-Schwingung messen, und
aehnlich wie ein Samplingoszi mir Messpunkte in Abhaengigkeit
von der Zeit beschaffen.
Klingt gut. Aber leider deutlich ausserhalb des Budgets!
Ja. Wobei du selbst als Anwender "the master of desaster" bist,
der also die PLL (besser: das Loop-Filter) dimensioniert und
damit das Einschwingverhalten bestimmt.
Nein. Was du zeigst ist eine komplexe integrierte Schaltung mit
digitalen Schaltwerken, RF-Frequenzteilern, Phasendetektor,
VCO, HF-Verstärkern (Buffer) und HF-Umschaltern. Ein serielles
Interface ermöglicht die Steuerung der Schaltwerke. Es ist eine
integrierte PLL Schaltung bei der auch ein VCO dabei ist (es
gibt auch solche Schaltungen ohne VCO). Dabei ist der VCO noch
der kleinere Teil der Schaltung. "Der VCO" besteht meist aus
mehreren einzelnen (schmalbandigen) Oszillatoren die je nach
Frequenz umgeschaltet werden, in diesem Fall ein VCO mit
einer "Switched Capacitor Bank".
Hier musst Du zuerst festlegen, welche max. Abweichung Du als "gesettled" betrachten willst. Sonst settled sich das System u.U. ewig ...
Aber das ganze kommt ja darauf an, nach welchem Prinzip dieser VCO arbeitet. Denn das bestimmt, ob es überhaupt eine Settling-Time gibt, die größer als eine halbe Periode ist. DDS oder RC-VCOs reagieren eher unmittelbar, VCO mit Varicap dagegen braucht schon etwas, da ja die Abstimmspannung der C-Diode üblicherweise über einen Rv zugeführt wird, und damit einen RC-Tiefpass bildet.
Der HMC835 hat eine "Lock detect" Logik eingebaut.
Ich würde vorschlagen, die Zeit zwischen dem letzten Schreibvorgang auf die IC Register und dem Setzen des Lock Detect Bits zu messen.
Das wäre aus meiner Sicht eine in der Praxis relevante Grösse und Methode, da man dazu eigentlich nicht einmal externe Messaparatur benötigt...
Ich würde vorschlagen, die Zeit zwischen dem letzten Schreibvorgang auf
die IC Register und dem Setzen des Lock Detect Bits zu messen.
Das wäre aus meiner Sicht eine in der Praxis relevante Grösse und
Methode,
Naja es besagt nur das die PLL eingerastet hat, aber noch nicht das der Einschwingvorgang beendet ist.
Dazu müsste man die Regelspannung oszillografieren, und dessen Einschwingzeit messen.
Naja es besagt nur das die PLL eingerastet hat, aber noch nicht das der
Einschwingvorgang beendet ist.
Dazu müsste man die Regelspannung oszillografieren, und dessen
Einschwingzeit messen.
Hm, ich verstehe nicht ganz, was der Unterschied zwischen den beiden Vorgehensweisen ist, insbesondere weil es in beiden Fällen ein Stück weit Definitionssache ist.
Wann gilt die VCO-Spannung als "eingeschwungen"? Analog dazu: wieviele PFD-Zyklen mit welchem "lock detwct window" wählt man als Einrastkriterium?
Ich kann mich noch dunkel an irgendeinen renommierten Hersteller erinnern der in den 80er Jahren eine Methode propagandierte, die er "Lock and Roll" benannte.
Die Start- und Endfrequenzen eines abstimmbaren Oszillators (YIG, VCO) wurden anfänglich mit PLL Genauigkeit bestimmt, um während der Wobbelphase dann freischwingend mittels DAC Führung über den gewünschten Abstimmbereich abgestimmt zu werden. Das hatte angeblich den Vorteil, nicht vom zeitlichen Verhalten des Loop Filters so abhängig zu sein.
Dieses Verfahren hat durchaus Sinn, weil die Eckfrequenzen quarzgenau eingehalten werden können. Während des Wobbelvorgangs wäre dann nur die Linearität von Bedeutung, die sich ja mit LUTs linearisieren lässt. Abgesehen sind YIG Oszillatoren (YTO) von Haus aus sehr linear, wenn auch wegen der Induktivität der Abstimmspule inhärent langsamer als ein VCO.
Mittels abgestimmter schellen PLLs (mit hoher Vergleichsfrequenz) und Zusammenspiel mit DDS könnte man beachtliche Systemabstimm-Performanz erzielen.
Mit den heutigen modernen Möglichkeiten hat man ziemlich viel Spielraum innovative Problemlösungen zu finden.
Hier geht's mal wieder vom Hundertsten ins Tausendste, drunter
und drüber. Mit akademischen und ausschweifenden Betrachtungen.
Dabei will der TO was ganz Anderes. Und er hat noch nicht einmal
ein kleinstes Stück Hardware in der Hand.
Man erkenne bitte die Diskrepanz(en), von erster Aussage zur
zweiten, und von seinen Angaben/Aussagen zu den akademischen
Diskussionen die darauf folgen.
Und ich dachte da wird schon munter der Lötkolben geschwungen ;-)
Oh weh, oh weh ....
