Синтезатор на 10-12 ГГц на базе НМС-3592

[RZ4HD]

     Здравствуйте. Открываю новую тему, касающуюся синтезаторов только на основе чипа ГУН НМС-3592. Просьба не писать в этой теме иную информацию. В теме по СВЧ синтезаторам уже 11 страниц и навалено очень много различной полезной информации, но разбираться там и искать нужную информацию стало сложновато. 
         Сегодня попробовал запитать чип ГУН  НМС-3592 от различных напряжений и сделать несколько измерений. Так, как чип работает в паре с синтезатором, напряжение питания которого обычно 3 или 3.3 Вольта, то напряжение питания ГУН я не выставлял ниже 3 Вольт. Измерял потребляемый ток, выходную частоту чипа при напряжении настройки, равным 0 Вольт и выходную мощность. Данные измерений привожу в таблице. Эти данные помогут применить ГУН при запитке пониженным напряжением питания в 3 Вольта и может быть обойтись без сурового отвода тепла. Практика подтвердит это или опровергнет после конференции. Так же привожу старую таблицу с частотными характеристиками чипа. Юрий.

[RZ4HD]

        Здравствуйте. Вчера вместе с Михаилом RW4HPI попробовали в работе плату синтезатора на частоту 11376 МГц и 12024 МГц с ОГ на 10 МГц.  В перспективе использовать Морион MV-89. Посмотрели спектр сигнала, измерили необходимые напряжения для дальнейшей доработки схемы. Попробовали несколько вариантов прошивок и смотрели спектр. Остановились именно на этих двух частотах при частоте сравнения фазового детектора в 1 МГц. Если ранее для тестового синтезатора с целью уменьшения его размеров применялся ОГ на 13 МГц и сам синтезатор был выполнен в виде законченного модуля (Фото), то сейчас была изготовлена только плата непосредственно синтезатора, а ОГ применялся внешний. Это сделано для того, чтобы проверить спектр сигнала при применении различных ОГ на 10 МГц. Кроме того, Морион имеет приличные размеры и готовый комплектный модуль получается большим, хотя мне готовый узел нравится больше.
        Схема синтезатора на 10 ГГц прилагаю. Остальная документация будет представлена по мере ее оформления. Фотографии прикрепляю. Большое спасибо RW4HPI, R3GC, RW3AZ, UA9FAD и UA9FA за обсуждение проекта и информационную поддержку. Юрий.

[UA9UHN Стас]

при частоте сравнения фазового детектора в 1 МГц.

Обалдеть! Это как палку длинной в километр руками держать... То то буржуи частоту сравнения больше сотни мег делают... наверно не знают ..
И FR-4 Радости не добавляет. Для чего это? Посмеятся? Или Гигагерцы для всех?
Теперь понятно откуда авроральные сигналы.

[UA9UHN Стас]

Вот для примера синтезатор на 24. 11376МГц.  Rogers 4003c. Частота сравнения 12 МГц. И этого мало.

[UA9UHN Стас]

И еще. Забыл написать. А как при 5 вольтах на управления ГУН 12 гГц получить? В даташите всё не так?

[RZ4HD]

Здравствуйте. Стас. Вам особенное спасибо за критику и сарказм!!!
Отвечу по порядку, хотя не хочу засорять тему.
       FR-4. Вполне приличный материал для многих вещей, в том числе и на 10 ГГц. Да, не для МШУ. R3GC разработал и представил всем трансвертер, который очень многие сделали на платах из FR-4 и работают реально на диапазоне 5760 МГц. Кто-то оценивает фазовые шумы его синтезатора и другие параметры. А другие делают этот аппарат и работают в эфире на сотни километров на этом диапазоне не думая про авроральные дела…В прочем, кто зачем бежит, как говорил Владимир Семенович. Чем Вас не устраивает девиз ГГц для Всех? Он что, плох. Или Вы забыли серию трансвертеров Жутяева, которые применяли почти все на территории бывшего СССР. Я не берусь рассуждать про плюсы и минусы разработок Сергея Георгиевича тех времен, но именно его разработки дали толчок к массовому развитию УКВ связи в СССР.  Теперь подобную функцию выполняет разработка R3GC, выполненная на платах из FR-4, но на другом диапазоне. FR-4 материал легко достать, он дешевый и легко обрабатывается. Вспомните, сколько людей искали Ro-4003. А здесь все просто. Почему не применить в синтезаторе этот материал. Потери? Так там полоска длиной в 10 мм. Сколько на ней потеряется? Я даже и считать не буду. А спектр сигнала больше зависит не от материала, а от схемотехники. Это про FR-4.
        По частоте сравнения ФД. Я представляю как влияет этот параметр на спектр сигнала. Но разработка схемотехники рассчитывалась на применение недорогих и доступных опорных термостатированных генераторов на 10МГц, 12.8 МГц, 13 МГц. Если Вы сможете сделать частоту сравнения ФД в 100 МГц для частоты в 9936 МГц, то Вы очень умный человек.
         Пока делаю для себя вывод. Тема неинтересная и полный комплект конструкторской документации я оформлять не буду. Лучше это время потратить на другие вещи и глаза не портить.
         Про синтезатор на 12 ГГц ничего писать не буду. Просто приложу фотографию. Юрий.

[UA9UHN Стас]

Юрий приветствую. Извиняюсь за небольшой сарказм...
Перегрыз кучу железа и материала на СВЧ... результаты есть, но не очень нравятся. До совершенства как до Луны пешком. Просто не люблю выкладывать сырцы. Тем более на форум.
 Послушал на столе все диапазоны вкл 24. Всё делал сам. Набил кучу шишек. Делал и МШУ и РА.
И пришел к выводу, что на моем уровне многое невозможно или трудно реализуемо, в том числе и финансово... Тем более в одиночку. Уровень "консервных банок" не рассматриваю. Уже неинтересно.
 Что касается темы, могу сказать, что нормальный синтезатор это не так просто как кажется.
Частоту на частотомере получить легко... Страшно её потом слушать на приемнике.
И тем более смотреть на анализаторе....Вот где Ужос! Вылазит всё! И шумы питания и шумы контроллера
 и мультики всякие... Поэтому Синтезатор на моем фото не более чем прототип. Хотя вполне рабочий.
Удачи Вам в дальнейших разработках! Совершенно искренне!

[UA9UHN Стас]

Вот выкладываю. Это окончательный вариант . На фото выше - прототип.
Может кому поможет освоить эту микросхему...
Частота опорника 32МГц сравнения 16, Частоты на выходе 10368 или 11392.
Присутствует управление. Проект делался из желания посмотреть
что за зверь такой и в перспективе как гетеродин для раздельного
тракта приема передачи. Отсюда и навороты.
На каждом выходе +13 дБм. Греется очень прилично.
Поэтому на плате нет стабилизаторов. Они внешние.
 "Ушей" на анализаторе с 90дб шумовой полкой практически нет.
Вообщем микруха неплохая. При такой цене так вообще нет равных...

[UA9FAD]

Интересно, какой опорник на 32 используется?

[RZ4HD]

Здравствуйте. Я просмотрел спектр сигналов на всех трех выходах микросхемы. Особенно тщательно просмотрел спектр на  выходе для частоты 10 ГГц на готовом синтезаторе. На частоте 20 ГГц составляющая спектра не очень большая, на уровне ориентировочно меньшим на 25 dB относительно основного сигнала. А вот на половинной частоте и именно на выходе для 10 ГГц уровень сигнала на 13 dB меньше уровня сигнала. Много, но не думаю, что эта составляющая спектра сильно  нагадит, хотя на днях попробую изготовить фильтр и посмотреть , что получится. Юрий.

[US4ICI]

Вот выкладываю. Это окончательный вариант . На фото выше - прототип.  Может кому поможет освоить эту микросхему...

Станислав!  Большая работа проделана, спасибо!

Для повторения конструкции на другие частоты (опорника и выходные) нужен исходник программы, и пояснения как изменить коэффициенты делителей PLL.
   Стабилизаторов на плате нет, это сделано для уменьшения нагрева. Насколько понял из платы весь синтезатор питается от одного источника +5В.  Второй 12В через ОУ для ГУН.  Известно что в синтезаторах аналоговую часть чип PLL, ОГ и ГУН необходимо питать от отдельных малошумящих стабилизаторов.  Использую LP3878 с током до 0.8 А: http://vhfdesign.com/wp-content/uploads/2015/01/TRCVR_23cmPLL.gif  В противном случае не стоит рассчитывать  на низкий уровень фазового шума.  Может что до не досмотрел   на плате?  Желательно опубликовать схему PLL.
    Частота сравнения 16 МГц означает шаг перестройки 16 МГц ( для PLL с цело численным N делителем). Это ограничивает возможность установки выходных частот   Уменьшение частоты сравнения приведет к спурам вблизи рабочей частоты.  Это аргументы в пользу PLL с дробным коэффициентом деления ГУН, у которых можно выбирать максимальную частоту сравнения PD, при мелком шаге перестройки выходной частоты. 
Не примите как критику, -  общие соображения о наболевшем в ходе создания PLL HMC

[UA9UHN Стас]

Генератор, в данном случае, был использован от 386 компьютера выпуска 1989 года. Тогда еще не пихали туда что попало. Честный кварц.
Проверялся и с CTS WP-93744L1 на 15MHz,  а так же со всем известным Bliley на 10.
Напомню, конструкция экспериментальная. Для меня было Важно получить небольшие габариты и вес. При приемлемых параметрах.
Я думаю по завершении будет использоваться нормальный OCXO мег на 50 - 100.
         Павел исходники на ассемблере. С другими языками не очень дружу по причине отсутствия необходимости писать что то глобальное.
Насчет стабилизаторов - отчасти согласен. Хотя та же 7805 имеет достаточное подавление пульсаций разного рода.
         В профессиональной аппаратуре после стабилизаторов на КАЖДЫЙ каскад или блок ставится транзисторный фильтр или RC
 цепь с кучей конденсаторов трех а то и больше номиналов. Отсюда и странные питания в 6 или 5.5 вольт.
         Думаю для любителей это очень дорого. Так что на -90 dBc на частотах выше Гига - двух рассчитывать не особо приходится. Да и наивно как то.
А еще и умножение в некоторых синтезах...
 Но тем не менее связи как то проводятся...

Исходники постараюсь вечером выложить. Всё дома.

[UA9UHN Стас]

С Fractional - N тоже поигрался. Но там свои недостатки... Ушки знаете ли как у зайца в ближней полосе ( килогерц 100 - 200).
Ну в смысле спуры. Ну и в дальней их хватает. Уровень конечно невелик... Но осадочек остаётся.
    С другой стороны это всё комменсируется меньшими фазовыми шумами за счёт высокой частоты ФД
и малым шагом перестройки.   " У каждого свои недостатки..." (с)
    Я всё делаю лишь под себя и если мне надо 9936 или 11392 то я под это и считаю.

[RZ4HD]

         Здравствуйте. Провел эксперимент по сравнению двух методов отвода тепла от чипа ГУН. Первый метод отвода с применением пайки медного бруска ко дну чипа уже описывался.  Для второго метода Павел US4ICI по моей просьбе изготовил плату с заводской металлизацией. Под дном чипа есть площадка с тринадцатью металлизированными отверстиями диаметром 0.8 мм. Что могу сказать по эксперименту. Пропаял отверстия для заполнения их припоем. Так лучше передается тепло, но труднее припаять точно чип. Припаял ровно только с пятого раза. Это мне не понравилось. При пайке припой частично ушел из отверстий. Пришлось их снова заливать более низкотемпературным припоем. Как все вышло  и ушел ли припой в отверстия не проконтролировать. Отверстий не видно. Подал питание 4.9 Вольт и прогрел чип с минуту. Ток потребления 290 мА. Температура корпуса чипа 56 градусов. Кристалл, естественно, намного горячей.  Чувствуется, как печет палец. Не думаю, что такая температура будет критична. Плата прилично греется и с обратной стороны. Что бы не выкидывать плату, попробую сделать маяк на 10368 МГц для настройки аппаратуры на столе.
               В первом варианте чип еле теплый. Пока мне больше нравится первый вариант отвода тепла. Он кажется сложным и хлопотным, но лишний час по сравнению с общим временем изготовления синтезатора не повлияет на общий исход временных затрат.  Юрий.

[UA9FAD]

Такой маяк слышен на 59 - два рупора и дистанция 42км

Что бы не выкидывать плату, попробую сделать маяк на 10368 МГц для настройки аппаратуры на столе.