Радиолюбительский УКВ ГСС
Назад-
Здравствуйте, коллеги. То GM. Игорь. Как и планировалось, открываю новую тему про УКВ ГСС. Никто Вас выгонять с темы мощного ГСС не будет!!! Тем более топикстартер. Но всё же логичней всё разрисовывать, как мы с Вами и договорились, в новой теме. И я её начал. Позже будет тема про измеритель мощности, который мы также обговаривали. Очень рад, что Вы согласились помочь радиолюбителям своими идеями, программным обеспечением и не только. Тема мощного ГСС интересна очень узкому кругу лиц, занимающемуся изготовлением РА на 2320 МГц. Лично я знаю такую группу только из Перми: UA9FAD и UA9FA. И то не знаю точно, будут ли они его повторять. Но необходимость иметь мощный ГСС на 2320 МГц у них назрела. Я его доделаю до конца, установив аттенюатор, который пока ещё в пути, и импульсный модулятор, но некоторые идеи и результаты измерений люди уже сейчас могут использовать в своих конструкциях.
А вот недорогой маломощный ГСС иметь под рукой захочет каждый. Игорь. Я максимально помогу Вам с практическим изготовлением железа для экспериментов с УКВ ГСС. Я купил ещё одну плату синтезатора. Она в пути. Плата, купленная у этого продавца проверена и работает. Попросту говоря, изготовитель делает "правильные", работоспособные платы, а продавец их реально присылает. В сентябре с очередной пенсии куплю ещё одну плату. Своё более подробное техническое задание я напишу к вечеру. Коллеги его дополнят своими требованиями и пожеланиями, так как каждый имеет своё личное видение прибора, а Вы разъясните, что можно и как можно, или это сделать нельзя.
Меня бы устроили частоты ГСС 144 МГц, 432 МГц, 1296 МГц 2320 МГц и 2400 МГц. Может быть нужна и частота 1152 МГц. Но, если возможно только 4 частоты при использовании простейшего контроллера, то я бы хотел иметь частоты 432 МГц, 1296 МГц, 2320 МГц и 2400 МГц. Другим, естественно, может понадобятся и другие частоты. И всё с той логикой управления, которую Вы предложили в посте 289 темы синтезатора на ADF4350. Вашу схемку управления из того поста я привожу. Коллегам не нужно будет её искать в той теме. Вы просили помочь проверить программное обеспечение к этой схемке для обеспечения необходимых функций. Частотомер у меня есть. Я готов это сделать. Всё решим по телефону и электронной почте.
Каждый думает про свой вариант ГСС. Меня интересует просто плата с синтезатором и контроллер с нужной программой. Простейшие функции установки частоты меня вполне устраивают. Даже в таком виде ГСС поможет в настройке аппаратуры. Я добавлю драйвер и ступенчатый механический аттенюатор на 10 dB. Применю два внешних аттенюатора на 10 dB и 20 dB и оба выхода платы синтезатора. Такой расклад поможет иметь уровни мощности от + 16 dBm до -25dBm. Такой диапазон мощности вполне достаточен. Хотя можно применить и ступенчатые цифровые аттенюаторы. Я заказал для тестирования HMC273MS10G 30 dB аттенюатор до 3.8 ГГц Но самое главное – сделать саму коробочку – плату синтезатора с контроллером, в который залиты нужные биты информации!!! А всё вокруг коробки каждый сделает по своему вкусу. Я вижу стоимость такого ГСС для себя с применением простого контроллера в 1200 рублей.
Если есть возможность, то хотелось бы иметь отсчёт частоты. Пусть железка будет на 400 рублей дороже. Реально будет очень хорошая функция. Я сейчас не могу сравнить стоимость индикатора на светодиодных знакогенераторах и жидкокристальных, но мне это безразлично. И не нужен компьютер для работы ГСС. Еще раз хочу поблагодарить Игоря за предложенную помощь. Юрий.
Схема управления
-
Желательно с стандартной опорой 10МГц.
-
Здравствуйте, коллеги. То GM. Игорь
Блин, вот я спалился :-). Я предпочитаю имя Джордж. Тем более, что есть George junior.
По делу. Ввести 5 частот это не проблема, особенно, если есть 5 кнопок, по одной на частоту. Значит, надо брать ATtiny2313, ATtiny24, ATtiny861A или вот из новых ATtiny1614, ATtiny1616, ATtiny1617 хорошие камушки [я с ними ещё не работал, но присматриваюсь, они, кстати, дешевле в чипдипе]. -
Было написано про опору 10МГц , для синтезатора как я понял она мало подходит. А если ее умножить наоборот до 20МГц ? Просто на 20МГц опору хорошую сложнее найти.
-
Пару предложений.
ГСС на чистой ADF4350/ 51 не получится хороший. Если про фильтрацию гармоник было много сказано и есть конкрентые схемы и на перключаемых фильтрах и на ЖИГ фильтрах, то про сетку частот обсуждали мало. Сама по себе ADF4351 может генерить частоты с шагом частота фазового детектора FФД/4096. А чем меньше FФД тем шире шумовая юбка на спектре ФШ. Китайские генераторы зажимают частоту ФД до сотен килогерц и поучаем уровень шума на уровне -40 - 50 дб от несущей.
Решение видится в виде применения внешней петли фапч. Например с использованием дешевого ДДС типа AD9833. В этом случае внутренний ФЧД ADF не используестя. На выход Muxout подключен выход счетчика N в целочисленном режиме. Обязательно надо поделить Muxout на 2 внешним счетным триггером потому что форма сигнала далека от меандра. В MAX2870 и новых ADF делитель не нужен, т.к есть встроенный делитель на 2 с меандром на выходе.
Поделенный сигнал послупает на тактовый вход AD9833 ( должен быть ниже 25 МГц по частоте). Выход AD9833 берется кратный опортной частоте 10 МГц, например 5 или 2.5 МГц. Фильтруется ФНЧ, усиливается и поступает на вход ФЧД на триггере 7474. Выход ФЧД фильтруется ФНЧ на ОУ 3- вольтовом и поступает на вход Vtune ADF4351. петля замкнута. При этом на 28 битном делителе AD9833 можно получить шаг перестройки около 10 герц на диапазоне 2.2-4.4 ггц а при использовании встроенного делителя ADF еще меньше. Шумовая полка при полосе ФНЧ 200-500 кГц при частоте ФД 2.5 МГц опускается до -80 -90 дбс.
Ну и на вторую пару выходов ADF надо бы поставить смеситель типа SA612 и подав на него одну частоту типа 135 МГц для ADF4350 закрыть нижний поддиапазон от нуля до 135 МГц без гармоник.и спуров. 135 МГц можно сформировать той же SI5351. -
Решение видится в виде применения внешней петли фапч. Например с использованием дешевого ДДС типа AD9833. В этом случае внутренний ФЧД ADF не используется. На выход Muxout подключен выход счетчика N в целочисленном режиме. Обязательно надо поделить Muxout на 2 внешним счетным триггером потому что форма сигнала далека от меандра. Поделенный сигнал поступает на тактовый вход AD9833 (должен быть ниже 25 МГц по частоте). Выход AD9833 берется кратный опорной частоте 10 МГц, например 5 или 2.5 МГц. Фильтруется ФНЧ, усиливается и поступает на вход ФЧД на триггере 7474. Выход ФЧД фильтруется ФНЧ на ОУ 3- вольтовом и поступает на вход Vtune ADF4351. Петля замкнута. При этом на 28 битном делителе AD9833 можно получить шаг перестройки около 10 герц на диапазоне 2.2-4.4 ГГц, а при использовании встроенного делителя ADF еще меньше. Шумовая полка при полосе ФНЧ 200-500 кГц при частоте ФД 2.5 МГц опускается до -80 -90 дбс.
Интересно, но непонятно.
1) Что и откуда подаётся на второй вход внешнего ФЧД? Прошу нарисовать функциональную схему.
2) Почему нельзя в ADF4351 в штатном включении использовать ФНЧ 200-500 кГц, чтобы шумовая полка опустилась до 80-90 дБс?Ну и на вторую пару выходов ADF надо бы поставить смеситель типа SA612 и подав на него одну частоту типа 135 МГц для ADF4350 закрыть нижний поддиапазон от нуля до 135 МГц без гармоник и спуров
Спуры-то куда денутся? Они дадут свои продукты после смесителя или нет?
-
Добрый вечер. Игорь. А если в целях экономии ножек микроконтроллера установку частоты сделать следующим образом. При первом включении сразу по умолчанию устанавливается частота 140 МГц. И есть только одна кнопка для установки диапазона. Нажал один раз - частота стала 420 МГц. Нажал еще раз - получил 1260 МГц. После третьего нажатия - 2300 МГц. Еще раз - 2360 МГц. И так по кругу. А далее второй кнопкой однократным нажатием увеличиваем частоту на 1 МГц. Второй кнопкой частота изменяется на 100 кГц. Третьей - на 10 кГц. Плюс есть тумблер, который переключает функции работы кнопок на увеличение частоты или на уменьшение. Я думаю такого шага перестройки достаточно будет для многих радиолюбителей. Меня лично это устроит. При длительном нажатии, к примеру более 3 секунд, частота переключения частоты будет 5 раз в секунду или что-то подобное. Или применить для изменения частоты валкодер. Не стоит делать мелкий шаг перестройки. По чистоте спектра. Многих устроит уровень шума в минус 40-50 dB. Меня устроит. На точность многих измерений этот параметр не повлияет. Здесь ведь не ГСС от НР изобретается. Нужна простая, надёжная и недорогая рабочая лошадка. По аттенюатору я писал. А вот индикация частоты мне была бы необходима. Да и другим тоже.
Понятно, что писать программу с нуля сложно и может быть уже есть определённые наработки. Вернее написать- то просто, кто разбирается, но это - некоммерческий проект! Увы. Так, что может лучше применить проверенные и ранее написанные блоки программы. Юрий. -
Здравствуйте. Пока программа в работе, решил не терять время и прикупить комплектующие для изготовления УКВ ГСС. Я думаю про вариант с индикатором частоты. Это - очень удобный вариант.
Восьмиразрядный светодиодный индикатор для работы с контроллером стоит на Ebay всего 112 рублей. Покупал по ссылке. Есть выбор цветов. Бесплатная доставка.
https://www.ebay.com/itm/MAX7219-8-Digit-LED-Display-7-Segment-Digital-Tube-For-Arduino-Raspberry-Pi/201675752466?hash=item2ef4cfc412:m:mcIuIdTVlrYoKh8bEK70X6g
На Aliaxpress индикатор с пересылкой стоит 73 рубля. Вот ссылка.
https://ru.aliexpress.com/item/32844490267.html?spm=a2g0o.productlist.0.0.66897258nqyqEH&algo_pvid=2e7f8a6c-5d5b-48c0-9730-e64cae09aee7&algo_expid=2e7f8a6c-5d5b-48c0-9730-e64cae09aee7-19&btsid=8fcc8c12-2786-46b1-baf8-d1ad0cce86bd&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_7,searchweb201603_60
Контроллер Attiny2313А покупал за 36 рублей здесь.
https://ru.aliexpress.com/item/32956975316.html?spm=a2g0o.productlist.0.0.267664e7RlbjQ0&algo_pvid=7156e894-2981-4d85-bb87-4baf046f1a84&algo_expid=7156e894-2981-4d85-bb87-4baf046f1a84-23&btsid=48a2d0dc-399d-41b2-93a8-1cef536b599e&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_7,searchweb201603_60
Есть вариант купить контроллеры Attiny-2313 без буквы А у продавца, которого многие знают. Меня ни разу не кидал. Это Polida 2008 У него они по 55 рублей. Просто ни о чём.
https://www.ebay.com/itm/5PCS-MUC-IC-ATMEL-SOP-20-ATTINY2313-20SU-ATTINY2313-20SUR-ATTINY2313/273125831538?hash=item3f97917372:g:C8EAAOSwTM5Y5hW8
Плату синтезатора, которую проверил, покупал здесь за 816 рублей. Сейчас рубль ослаб и цена 847 рублей.
https://www.ebay.com/itm/5PCS-MUC-IC-ATMEL-SOP-20-ATTINY2313-20SU-ATTINY2313-20SUR-ATTINY2313/273125831538?hash=item3f97917372:g:C8EAAOSwTM5Y5hW8
Энкодер купил в магазине Вольтмастер.
Юрий. -
Плату синтезатора, которую проверил, покупал здесь за 816 рублей. Сейчас рубль ослаб и цена 847 рублей.
Юра ссылка опять на аттини....
https://www.ebay.com/itm/5PCS-MUC-IC-ATMEL-SOP-20-ATTINY2313-20SU-ATTINY2313-20SUR-ATTINY2313/273125831538?hash=item3f97917372:g:C8EAAOSwTM5Y5hW8
-
Было написано про опору 10 МГц, для синтезатора как я понял она мало подходит. А если ее умножить наоборот до 20 МГц? Просто на 20 МГц опору хорошую сложнее найти
Прошу меня простить, невольно ввёл всех в заблуждение. Внутри ADF4351 по входу опорного сигнала имеется удвоитель. Так что 10 МГц опора вполне может быть умножена на два. Функциональная схема ADF4351 в приложении.
Теперь задумался над использованием умноженных 20 МГц. Интересно, как они там умножаются? ФАПЧ или по-другому? Далее, чтобы получить 4 МГц придётся делить на 5. Александр khach правильно говорил, что надо ставить на выходе делитель на 2, чтобы всегда был меандр 50%, спуров будет поменьше. Но на 5 как там делится? Или забить на все эти мелочи?
adf4351 diagram.j
-
1) Что и откуда подаётся на второй вход внешнего ФЧД? Прошу нарисовать функциональную схему.
Мое предложение часть более сложной схемы типа VNA. поэтому некоторые части схемы не очевидны или являются компромиссом. На второй вход внешенего ФЧД подается частота опорного генератора 2.5 МГц, полученная целочисленным делением внутри SI5351. Как известно, но редко используется, SI5351 может подать внутри себя на выходной делитель не частоту синтезатора, а частоту опорного генератора. В моем случае это VCXO 25 МГц. Третий выход SI5351 делит эту частоту на 10 и подает на два ФЧД - один это внешаняя петля ADF4351 а второй- петля привязки частоты VCXO к внешенй опоре 10 МГц. Но ее можно отключать и использовать ЦАП или резистор подстроечный для установки частоты VCXO. Возможно ли применение опоры на 20 МГц в такой схеме- не понятно, т.к это вроде противочречит спецификации SI5351. Хотя можно сделать внешний делитель нарассыпухе на триггерах. Частота ФД 2.5 МГц выбрана из расчета, что тактовая частота ДДС на может быть выше 25 МГц. При использовании более быстрого ДДС (но и более дорогого) частотный план можно иземенить.
Если выбрать частоту фнутреннего ФЧД ADF4350 2.5МГц, то мы конечно получим шумовую дорожку -80 дбм, но шаг перестройки будет 2.5е6/4096= 610 герц, что не всегда хорошо особенно для исследования фильтров на резонаторах итд. А подстройка опорной частоты ADF4350 тоже не всегда удобна - я предпочитаю деражть ее по возможности привязанной к GPS или подобному эталону как во "взрослых" приборах. Применение же ДДС в петле в качестве дробного ДПКД позволяет обойти проблему большого шага перестройки. Все спуры ДДС которые не попадают в полосу петли фапч, сильно подавляются. Конечно остается проблема спуров ближней зоны, но таких пораженных точек достаточно мало.
Еще одно замечание- в такой схеме включения ADF4350 сигнал захвате петли не реаботает. Поэтому напряжение управления VCO Vtune надо завести через буферный операционный усилитель на АЦП контроллера. Если напряжение уползло ниже 0.3В или больше 2.6В то надо следать процедуру самокалибровки диапазонов ADF4350. Последовательность записи в регистры описана в https://www.analog.com/media/en/reference-design-documentation/reference-designs/CN0232.pdf откуда собственно и взяата идея внешенй петли.
-
Александр,
Убедительно прошу вас представить функциональную схему по мотивам вашего поста под номером 4. Если вы не разжуёте вашу пару предложений из поста № 4, дальнейшие ваши, извините, "портянки", где много букоф, никто не то что не поймёт, их просто не будут читать.
Идея, выраженная в CN0232.pdf состоит в следующем. Чтобы убрать влияние близко расположенных схем ГУН и ФАПЧ (в пределах одного кристалла), предлагается ГУН и ФАПЧ разнести по разным микросхемам. ГУН, который VCO, остаётся в ADF4350, а ФАПЧ (PLL) переезжает в ADF4153. Таким образом, в районе 1-10-100-1000 кГц фазовые шумы снизились на 5-8 дБ, если судить по представленным графикам, а не по маркерам, где числа подтасованы. Жалкий результат в сравнении с затраченными усилиями. Такое впечатление, что инженеры выполняли идеологический заказ аналоговых девиц, чтобы клиенты покупали побольше их микросхем.
[Вообще, в статье присутствует некое наукообразие с примесью некоторого кретинизма. Чувствительность ГУНа 33 МГц/В = 33000000 Гц/1000000 мкВ = 33 Гц/мкВ. 32 мкВ дадут 1 кГц. Надо тщательно изолировать все цепи петлевого фильтра от наводок, нет, берут и тянут в другой чип.]
-
Цитировать
Убедительно прошу вас представить функциональную схему по мотивам вашего поста под номером 4
Это стандартная схема из даташита AD9956. Но AD9956 не рентабельна для радиолюбительских применений. И встроенного VCO там нет. Поэтому эту же блок- схему делим на блоки по другому. VCO - из ADF4351, делитель R из него же внутренний ДДС 9956 меняем на АD9833 проигрывая по разрешающей способности ( 48 бит у 9956 и 28 у 9833) но выигрывая по цене и доступности и намного перекрывая 12 битный модулятор 4351. Только нужна прокладка в виде одного триггера-делителя на два между выходом R делителя и входм 9833. ФЧД прйдется ставить внешний, т.к до внутреннего нам теперь не добраться. В прототипах я использовал AD9901 но она сложно доставаемая и думаю на дискретных триггерах будет работать не хуже.
А использование второго выхода 4351 для получения нижнего поддиапазона никакого отношения к блок- схеме синтеза не имеет. Изначально там я планировал удвоитель чтобы получить свч диапазон 4.4-9 ггц но там проблемы с разводкой вылезли. Если кто подскажет идею как совместит на одном выходе и SA612 для получения диапазона 0-135 МГц и удвоитель на двух диодах шоттки для получения 4.4-9 ггц и как это все коммутировать на выход общий- буду очень благодарен.
Fracdiv loop.jpg
-
Поэтому эту же блок- схему делим на блоки по другому. VCO - из ADF4351, делитель R из него же...ФЧД придётся ставить внешний, т.к. до внутреннего нам теперь не добраться
По вашей блок-схеме получается, что выход VCO подключен к делителю R?
Ой, а ничего, если по входу делителя R максимальная частота сигнала равна 250 МГц? А минимальная частота выхода VCO ADF4351 равна 67 МГц. То есть, вы городите что-то такое капитальное, чтобы получить диапазон 67-250 МГц? Ну и зачем нам такие шутки :-)?
Возможно, я не так всё понимаю, поэтому убедительно прошу вас нарисовать от руки функциональную схему, как вы её понимаете, сфотографировать и выложить здесь.
-
Ой, а ничего, если по входу делителя R максимальная частота сигнала равна 250 МГц? А минимальная частота выхода VCO ADF4351 равна 67 МГц. То есть, вы городите что-то такое капитальное, чтобы получить диапазон 67-250 МГц? Ну и зачем нам такие шутки :-)?
R делитель нарисован на блок- схеме AD9956. В схеме на ADF4350/51 конечно же будет использоваться встроенный N делитель, который не имеет ограничений ни сверху по частоте, ни снизу и уже подключен к VCO внутри микросхемы. В первом варианте конструкции синтезатора N делитель будет использоваться в целочисленном режиме, потому что непонятно пока, как поведет себя ДДС если подать на его тактовый вход сигнал после делителя с дробным интерполятором. Но ничто не мешает провести такой эксперимент в будущем- это только вопрос программирования регистров. Если этот режим мудет работать и DDS не собьется- то получим субгерцовый шаг перестрокий
синетезатора.
Synt_BS.jpg