Автор Тема: SHF Ultra Low Phase Noise PLL with Integrated VCO Hittite Microwave.  (Прочитано 26570 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн US4ICI

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1837
  • Репутация: +269/-78
Вашему вниманию предлагаю разработку синтезатора частоты для СВЧ с низкими фазовыми шумами на МС фирмы Hittite Microwave с интегрированным ГУН.

История создания синтезатора такова...
После выхода в свет трансвертера 23 см с синтезатором на МС SI4113 и критике отдельных коллег относительно высоких фазовых шумов PLL занялся поиском альтернативного варианта синтезатора для SHF трансвертеров. Использование SI4113 в качестве LO для диапазонов 5.7 и 10 ГГц с умножением частот до 2 ГГц приводит к ухудшению СПМШ гетеродина.  Задача создания СВЧ синтезатора с низкими фазовыми шумами одновременно доступного для нас по цене оказалась весьма не простой!  Анализ в течении года IC PLL привел к выбору интересного решения от Hittite.  Эта компания выпускает серию IC синтезаторов с интегрированным VCO с диапазоном частот 665-5660 МГц:
http://www.hittite.com/products/index.html/category/298
Серия из девяти МС отличается в основном диапазоном частот ГУН. Каждая МС работает в трех участках частот, - основная частота ГУН, деленная на два, и умноженная на два. Синтезатор с дробным коэффициентом деления ГУН позволяет достичь шаг перестройки несколько герц при весьма низких фазовых шумах.  Например HMC820LP6 на частоте 1152 МГц (LO для трансвертера 23 см с ПЧ 144 МГц) имеет СПМШ -118 дбс/Гц при отстройке от несущей на 10 кГц, что лучше чем у SI4113 примерно на 25 дБ.
Для диапазона 5.7 ГГц идеально подходит HMC840LP6, СПМШ которой на частотах 5240-5660 МГц составляет -109 дБс/Гц  10 кГц.  С последующим умножением эти синтезаторы можно использовать для диапазонов 10 ГГц, 24 ГГц и выше. 
     Для достижения низких фазовых шумов в этом PLL необходимо применять опорный генератор на частоту 50-100 МГц с фазовыми шумами не хуже -150 дБс/Гц 10 кГц.   К сожаления OCXO и TCXO с такими параметрами дороги, и это стало отдельной проблемой при разработке данного синтезатора.
    Принципиальная схема синтезатора не несет особенностей относительно рекомендованной Hittite.  Использованы лишь другие малошумящие стабилизаторы напряжения 3 и 5 В.
    Печатная плата разработана на сегодня без ОГ на борту.  В качестве OCXO использован Vectron на частоту около 64 МГц. Это отдельная плата со своим стабилизатором.  Плата синтезатора размером 30х45 мм помещается в спичечный коробок, однако изрядно греется и требует теплоотвод или хороший корпус. Выполнена на FR4 1 mm, одна сторона с металлизацией отверстий.
    Контроллер синтезатора выполнен на ATTINY45 и позволяет зашить четыре частоты, выбор которых осуществляется двумя перемычками. 
    Усилитель выходного сигнала на IC AG604-86.  Выходной уровень зависит от частоты, и может достигать 19 дБм (при использовании ГУН на основной частоте).
    Корпус IC PLL размером 5х5 мм имеет 40 выводов (площадки под корпусов) что оставляет мало шансов для нас, любителей самостоятельной сборки. Для монтажа нужна паяльная станция и микроскоп. На плате применены SMD компоненты размером 0603 и 0805 (несколько блокировочных конденсаторов 1206).
    Сознавая трудности самостоятельного повторения данной конструкции намерен выпустить KITS.  Этот синтезатор закладываем в основу нового трансвертера на 1296 МГц, разработка которой уже идет. В перспективе заняться трансвертером на 5.7 ГГц.  Возможен вариант синтезатора с ОСХО на борту, с другой IC усилителя, или умножителем на выходе.  Уникальные возможности этот серии МС позволяют строить трансивер с фиксированной ПЧ, либо SDR.
    Над разработкой так же трудились Александр Плаха, US3IET,  (моделирование, программа для МК), Роман, UR6ISU (макетирование, монтаж).  Выражаю большую благодарность разработчикам за проделанную на протяжении года работу!

« Последнее редактирование: 26 Май 2013, 10:28:46 от US4ICI »
Павел  US4ICI

Оффлайн RA3WDK

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 6095
  • Репутация: +475/-52
Re: SHF Ultra Low Phase Noise PLL with Integrated VCO Hittite Microwave.
« Ответ #1 : 26 Май 2013, 10:24:43 »
Павел, спасибо за информацию ! Отличная реализация !
L3 посоветую зашунтировать SMD резистором 0402 (0603) около 270 Ом.
Иначе AG604 может по входу иметь цепочку 24 пФ 3,3 нГн и т.д.
Не у всех для повторения есть конденсаторы фирмы ATC  ;) А с обычными могут быть сюрпризы. Да и на самой плате предусмотреть место под аттенюатор PAT-2 (PAT-3) после
AG604.

Оффлайн US4ICI

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1837
  • Репутация: +269/-78
Re: SHF Ultra Low Phase Noise PLL with Integrated VCO Hittite Microwave.
« Ответ #2 : 26 Май 2013, 16:17:25 »
Уважаемые коллеги!
В этой тебе хочется собрать список  необходимых частот синтезатора (из возможного для указанной серии МС диапазона), пожелания относительно требуемого выходного уровня синтезатора, и необходимости версии с умножителем частоты для диапазонов выше 5.7 ГГц.
     Есть проблема с покупкой МС у производителя.  Цена здесь: https://www.hittite.com/shop/product.php?productid=2147
и составляет всего лишь 6.9$ за штуку.  Но все попытки купить МС в том числе на сумму 500$ (требование Hittite), и через радиолюбителей из США успеха не имели. Отправляют к дилерам, например сюда: http://www.digikey.com/product-search/en/integrated-circuits-ics/clock-timing-clock-generators-plls-frequency-synthesizers/2556421?k=HMC840LP6CE
где цена уже 23$.  У  кого есть опыт покупки IC Hittite у производителя, или друзья радиолюбители в США, которые могут помочь в покупке партии МС, пожалуйста сообщите.  От этого зависит конечная цена KITS.
    Есть возможность доработки ПО синтезатора, например для работы в разрешенном на Украине диапазоне частот (на 90 МГц ниже чем в России и мире), в том числе с разносом частот.  Нужен ли такой вариант?  С одной стороны это может способствовать повышению активности на СВЧ в Украине, но возникает вопрос, станут ли в России использовать работу с разносом частот для QSO с нами?
    С благодарностью приму любые предложения по доработке синтезатора!
« Последнее редактирование: 26 Май 2013, 16:20:06 от US4ICI »
Павел  US4ICI

Оффлайн VE3CCN

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 373
  • Репутация: +50/-8
Re: SHF Ultra Low Phase Noise PLL with Integrated VCO Hittite Microwave.
« Ответ #3 : 26 Май 2013, 16:23:27 »
У  кого есть опыт покупки IC Hittite у производителя
там очень много экспортных ограничений типа: покупая у них ты обязуешься использовать их сам и не пересылать в другие страны, должен указать для чего и нафига...
Ни что так не портит цель, как прямое попадание

Оффлайн RW3XL Игорь

  • Очный чемпионат
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2613
  • Репутация: +363/-33
  • QRA: KO84dm
Re: SHF Ultra Low Phase Noise PLL with Integrated VCO Hittite Microwave.
« Ответ #4 : 26 Май 2013, 16:30:15 »
Уважаемые коллеги!
В этой тебе хочется собрать список  необходимых частот синтезатора
Павел, интересует частота 4500МГц. Хорошо бы с внешним опорником 10 МГц. Как справедливо было замечено, все, из опорников, что выше и, по крайней мере, не хуже, стОит сильно дороже.
aka RK3X

Оффлайн US4ICI

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1837
  • Репутация: +269/-78
Re: SHF Ultra Low Phase Noise PLL with Integrated VCO Hittite Microwave.
« Ответ #5 : 26 Май 2013, 17:21:29 »
там очень много экспортных ограничений типа: покупая у них ты обязуешься использовать их сам и не пересылать в другие страны, должен указать для чего и нафига...
Через все эти процедуры прошел я, и коллеги из США, которые пытались помочь.  Фирма в плане продаж крайне странная, -есть сайт с On-Line продажами, но ничего купить невозможно! :( Правда один радиолюбитель из США отказался от затеи, из-за условия не вывоза из страны, второй пытался купить на фирму в которой  работает, но руководство фирмы отказало в помощи.  Вообще Hittite одна из ведущих компаний в мире по производству компонентов для СВЧ, работает в основном на военных, а законы США пытаются не допустить вывоз компонентов, которые могут в некоторых странах использоваться для производства ракет и ядерного оружия.  С другой стороны эти МС можно купить у дилера в Москве, или торговцев в Китае, так что на мой взгляд меры эти надуманные.
Павел, интересует частота 4500МГц. Хорошо бы с внешним опорником 10 МГц. Как справедливо было замечено, все, из опорников, что выше и, по крайней мере, не хуже, стОит сильно дороже.
В даташит на HMC840 нижняя частота ОГ указана 50 МГц, верхняя 200 МГц.  ОГ на 10 МГц пытались применить,  - нет захвата :(   Для HMC820, HMC822 нижняя частота указана 10 и 20 МГц, можно пробовать.  Но, фазовые шумы при низком значении частоты ОГ будут хуже!  Я купил 22 штуки ОСХО Vectron на eBay: http://www.ebay.com/itm/w-Tracking-No-OCXO-VECTRON-OCO500-18-63-8976MHz-E027-/251044201517?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item3a7366842d
Генератор подходит по параметрам и имеет небольшие габариты (высота 15 мм), но к сожалению не SMD.  Если поставлю этот ОГ на плату синтезатора высота корпуса над платой будет 16 мм, устроит?
    Цены на новые ОСХО 50 или 100 МГц от 100 до 200$, поэтому предложение на eBay находка!  Кто знает где купить SMD OCXO или TCXO не хуже +-1 ppm на частоты 50-200 МГц, пожалуйста сообщите!
« Последнее редактирование: 26 Май 2013, 17:24:31 от US4ICI »
Павел  US4ICI

Оффлайн RA3WDK

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 6095
  • Репутация: +475/-52
Re: SHF Ultra Low Phase Noise PLL with Integrated VCO Hittite Microwave.
« Ответ #6 : 26 Май 2013, 20:10:32 »
Павел, не обещаю на 100 % , но помочь попробую . У меня есть подобные изделия от Hittite.
Но не именно этот чип.
Ограничения есть и они серьезные. На деле необходимо доказать и показать продукцию гражданского назначения , где используется эти детальки. Это  же касается LTCxxxx ADxxxx чипов свежих разработок.

Цитировать
Павел, интересует частота 4500МГц. Хорошо бы с внешним опорником 10 МГц. Как справедливо было замечено, все, из опорников, что выше и, по крайней мере, не хуже, стОит сильно дороже.

Игорь, для 4500 МГц умножитель делается за один вечер. У меня такой используется для трансвертера 5760 МГц ( ПЧ 1260 ).  "Морион" 100 МГц х 5 х 3 х 3  - все работает без проблем.
« Последнее редактирование: 26 Май 2013, 20:13:39 от RA3WDK »

Оффлайн VE3CCN

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 373
  • Репутация: +50/-8
Re: SHF Ultra Low Phase Noise PLL with Integrated VCO Hittite Microwave.
« Ответ #7 : 26 Май 2013, 21:33:32 »
есть сайт с On-Line продажами, но ничего купить невозможно!
купить с него можно, но вынос мозга гарантирован и кучу вопросов зададут - это да.
Ни что так не портит цель, как прямое попадание

Оффлайн UX7V

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2877
  • Репутация: +109/-27
Re: SHF Ultra Low Phase Noise PLL with Integrated VCO Hittite Microwave.
« Ответ #8 : 26 Май 2013, 22:31:31 »
 Павел, приветствую!

Работу, по разработке синтезатора нахожу интересной и нужной. Такой синтезатор, как самостоятельная конструкция, вполне найдет применение.

Тоже ищу вариант организации преобразования второй ПЧ для трансвертера диапазона 24 ГГц, где уже имеется гетеродин с синтезатором частоты, в котором использован ОГ частотой 10 МГц, применяемый, к тому же, еще и для двух трансвертеров от DB6NT на диапазоны 5,76 и 10 ГГц.

 Просматривая варианты решения этой задачи, вижу необходимость в компактном трансвертере с ПЧ 144 МГц или 432 МГц и входными (выходными) частотами в районе 1260... 1300 МГц и 2400...3000 МГц, который мог бы быть реализован с применением этой или подобной микросхемы в гетеродине и миниатюрных керамических полосовых фильтров в радиоканале.

 Добавил. И не забывайте, что дилеры оплачивают доставку, страховку товара и свое существование, а все эти расходы плюс прибыль оплачивает уже покупатель.
« Последнее редактирование: 26 Май 2013, 22:49:52 от UX7V »
73! Николай US7VA

Онлайн RT5D Сергей

  • Команда RW3WR
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2891
  • Репутация: +410/-65
  • QRA: KO95CN
Re: SHF Ultra Low Phase Noise PLL with Integrated VCO Hittite Microwave.
« Ответ #9 : 26 Май 2013, 22:45:10 »
Цены на новые ОСХО 50 или 100 МГц от 100 до 200$,

Павел, приветствую!
А вы сделайте опору сами и привяжите её к 10МГц опоре. Т.е. общая стабильность будет зависеть от стабильности 10МГц опоры.
Как идею можно подсмотреть у DF9IC, файл во вложении.
К примеру, кварцы на 120МГц не такой уж дифицит.

Оффлайн UX7V

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2877
  • Репутация: +109/-27
Re: SHF Ultra Low Phase Noise PLL with Integrated VCO Hittite Microwave.
« Ответ #10 : 26 Май 2013, 23:16:54 »
 Примерно так и реализован кварцевый генератор в трансвертерах DB6NT генерации 3 (G3). Схемы этого узла, правда, в эксплуатационной документации нет.
73! Николай US7VA

Оффлайн US4ICI

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1837
  • Репутация: +269/-78
Re: SHF Ultra Low Phase Noise PLL with Integrated VCO Hittite Microwave.
« Ответ #11 : 27 Май 2013, 08:50:49 »
А вы сделайте опору сами и привяжите её к 10МГц опоре. Т.е. общая стабильность будет зависеть от стабильности 10МГц опоры. Как идею можно подсмотреть у DF9IC, файл во вложении.
Идея ясна.  Можно сделать термостат с кварцевым генератором сразу на 50-100 МГц. Но с некоторых пор предпочитаю в разработках максимально использовать готовые, добротно сделанные элементы или узлы.  OCXO Vectron вполне устроят по стабильности и шумам. Для тех же кто пожелает иметь ОГ от GPS или рубидиевого стандарта, оставлю внешний вход для ОГ. Хотелось сделать PLL максимально компактным, поэтому продолжаю поиск SMD OCXO на нужные частоты.
   Иван, если появится вариант купить по 20 штук HMC840 и HMC820 у производителя, пожалуйста сообщите!  В наличии лишь опытные образцы PLL на HMC840 и HMC822 (под трансвертер 24 ГГц подходит).  Изготовление KITS сдерживает отсутствие микросхем :(
   Надеюсь этот проект и его развитие позволит нам сделать очередной шаг в освоении SHF диапазонов! :)
Павел  US4ICI

Оффлайн RA3WDK

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 6095
  • Репутация: +475/-52
Re: SHF Ultra Low Phase Noise PLL with Integrated VCO Hittite Microwave.
« Ответ #12 : 27 Май 2013, 14:03:22 »
Сегодня узнал по HMC840 и 820 . По 15 $ примерно за штучку , при условии заказа 20 шт каждой позиции. Срок поставки от 3 месяцев.
Сам бы не хотел этим заниматься ( нехватка времени ). Но могу помочь оформить заказ и счет. В дальнейшем , по приходу чипов, могу забрать на этой фирме и передать Павлу.
Возможно, кто то как юрлицо по безналу оформит заказ - я так же посодействую в этом.

Оффлайн RA3WDK

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 6095
  • Репутация: +475/-52
Re: SHF Ultra Low Phase Noise PLL with Integrated VCO Hittite Microwave.
« Ответ #13 : 30 Май 2013, 13:44:29 »
Как я понял, чипы по 20 штук (840/820) уже в заказе. Сегодня пришел запрос с одной из украинских фирм на закупку этих чипов. Поставка будет примерно 2,5-3 месяца.

Оффлайн RK3QYA Team

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 814
  • Репутация: +31/-9
Re: SHF Ultra Low Phase Noise PLL with Integrated VCO Hittite Microwave.
« Ответ #14 : 30 Май 2013, 18:19:24 »

По 15 $ примерно за штучку , при условии заказа 20 шт каждой позиции. Срок поставки от 3 месяцев.

15 USD, на мой взгляд, подозрительно дешево.

ADF4350 стОит порядка 20 USD в России при худших параметрах и большей доступности.

Есть еще вот такой вариант от Linear
http://www.linear.com/product/LTC6946

Но он целочисленный, хотя для НАМ-радио это не важно.
Alexander, RU5KO