Salto rápido (alto) de frecuencia con componentes listos para usar

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Estoy buscando la solución más fácil para

  • sintetice 1.6 - 2.4 GHz (qudrature)
  • en pasos de 4 MHz
  • establecerse dentro de 10-50ns
  • control de tiempo preciso cuando se cambia la frecuencia (por ejemplo, en el flanco ascendente de una señal externa, la frecuencia debe actualizarse)
  • ruido de fase integrado total (fluctuación de fase) entre 1 MHz e infinito < 400fs rms
  • El costo y la potencia son irrelevantes (en un rango significativo) en la medida en que no agregan una complejidad significativa ni agregan otros problemas (como problemas térmicos)

En las siguientes soluciones consideradas:

  1. PLL . El tiempo de establecimiento no se puede cumplir
  2. DDS : lo mejor que encontré es el AD9914 / AD9915 con fclk = 3.5 GHz (es decir, fmax = 1.75 GHz)
  3. DAC / RFDAC : hay muchas opciones (AD9161 a 12 Gsps, etc.). Sin embargo, requieren que la señal digital se genere externamente y que las muestras de alta velocidad se bombeen al DAC. Un FPGA de gama alta podría implementar la lógica DDS y escupir las muestras. Sin embargo, esto tiene una complejidad tremenda. Además, estos RFDAC de alta velocidad son BGA de 200 bolas que requieren 12 capas de PCB, serde y un diseño cuidadoso que tardaría muchos meses en completarse
  4. Mezclador DDS + . Tomemos el AD9910 como un ejemplo seguido de un mezclador con fc = 2 GHz. El problema es que el mezclador debe ser un mezclador de rechazo de imagen y, por lo tanto, necesito dos DAC para cada canal I y Q: ¡un total de 4 DDS y 2 en cuadratura!
  5. DDS + I / Q Modulator : básicamente lo mismo que 4, pero la salida de los sistemas DDS se comparte entre los moduladores (2xDDS, 2xIQ Modulators). Esto estaría "bien" pero no puede controlar la diferencia de fase entre las ramas I y Q para la compensación I / Q.

¿Hay algo que me olvide? El AD9956 es un sistema DDS de 400 MHz pero afirma:

  

El AD9956 utiliza tecnología avanzada DDS, una alta velocidad interna, alta   DAC de rendimiento, y un avanzado detector de frecuencia de fase / bomba de carga   combinación, que, cuando se utiliza con un VCO externo, permite la   Síntesis de salida analógica de frecuencia ágil programable digitalmente.   formas de onda sinusoidales hasta 2.7 GHz

Dos circuitos de aplicación se dan en la hoja de datos:

pero no los entiendo. ¿Cuál sería el tiempo de conmutación de, digamos 1.6 a 2.4 GHz para estos?

¿Hay algún otro sistema híbrido DDS + PLL o DDS + Mixer?

    
pregunta divB

4 respuestas

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Una opción es usar un DDS que puede alcanzar 1.2 GHz, con un duplicador de frecuencia .

Los dobladores son esencialmente solo algunos circuitos no lineales para producir armónicos con algo de filtrado para seleccionar el segundo armónico preferido en la salida, por lo que no requieren ningún tiempo de bloqueo al cambiar la frecuencia (aparte de lo que implica el ancho de banda de el filtro de selección).

Los dobladores tienden a permitir al menos un poco de la frecuencia de entrada (quizás 20 dB o menos por debajo de la salida del segundo armónico), y también su tercer armónico, a través de la salida, por lo que algunos filtros cuidadosos, o incluso un filtro ajustable , podría ser necesario si necesita una frecuencia de salida muy pura.

Los dobladores también tienden a ser un poco quisquillosos con respecto al nivel de potencia en la entrada, y producen una salida atenuada desde el nivel de entrada, por lo que es posible que necesite algo de amplificación y / o atenuación adicionales para que el esquema funcione bien.

  

En la hoja de datos [AD9566] se dan dos circuitos de aplicación ... ¿Cuál sería el tiempo de conmutación de, digamos, 1.6 a 2.4 GHz para estos?

Ambos son esencialmente esquemas PLL. El tiempo de conmutación estará limitado por el ancho de banda del filtro de bucle. Espero que sea difícil conseguirlo por debajo de varios 10 de ns. Aunque 50 ns no parece totalmente descartado si el ancho de banda del bucle puede ser tan alto como 20 MHz. (Esto también se aplica a su propuesta de una solución PLL directa)

    
respondido por el The Photon
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Me concentraría en el VCO e intentaría encontrar un diseño que tenga un cambio confiable en la frecuencia por voltio. Algo que casi se puede ejecutar en "bucle abierto".

Esta es una prioridad porque mi sugerencia sería usar un PLL pero con feedforward para obtener la velocidad (y la distancia hasta el siguiente salto), entonces el bucle de PLL ajustaría los pocos MHz finales. Entonces, ¿qué tan preciso y en qué momento quieres que sea?

Puede obtener salidas en cuadratura utilizando dos resistencias, un inductor y un condensador en un amplio rango de frecuencias pero con algunas variaciones de amplitud.

    
respondido por el Andy aka
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Una opción sería DDS en el rango de frecuencia más bajo (por ejemplo, AD9956) y doble conversión con un LO conmutable en pasos de 200MHz o 400MHz.

Aunque la conversión doble puede parecer más compleja, significa que puedes evitar la mezcla I-Q, porque te permite colocar la imagen fuera de la banda de interés.

Por ejemplo, si DDS puede cubrir cómodamente 100-300MHz, entonces una simple conversión con un LO de 500MHz daría una banda lateral superior de 600-800MHz y una banda lateral inferior fácilmente rechazada.

Luego, otra conversión simple con cuatro frecuencias puntuales de 1.0, 1.2, 1.4 o 1.6GHz cubriría el rango requerido. (El último LO llega al final de la banda aquí, por lo que el mezclador debe estar equilibrado para una baja fuga de LO)

Las variaciones son obviamente posibles; Si DDS puede cubrir fácilmente un rango de banda baja de 300MHz, entonces solo se requerirán 3 frecuencias puntuales. Puede ser posible hacer que las frecuencias de spot de 2nd LO armónicas del primer LO. Y así sucesivamente.

    
respondido por el Brian Drummond
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Puede usar un mezclador IQ AWG + DDS + Marki IQ-1545 si necesita tener una modulación de banda base. (De lo contrario, un DDS puede tener buenos resultados en el salto de frecuencia CW). Siempre hay una falta de coincidencia de IQ en el componente. Necesita medirlo y realizar la calibración, ya sea por predistorsión o ecualización. No puedes escapar de eso si quieres un buen rendimiento.

La calibración se puede realizar en los archivos IQ, o para AWG de alta calidad, se pueden controlar las diferencias de fase, tiempo y amplitud entre I y Q.

keysight UXG ya que DDS LO puede alcanzar el tiempo de salto de 50 ns bajo ciertas condiciones .

La desventaja de usar tecnología basada en PLL es el tiempo de establecimiento, y es tan alto como 1 ms en el producto de grado instrumental (el producto de grado componente puede ser peor). Por lo tanto, la tecnología PLL no es adecuada para señales ágiles.

    
respondido por el Tay Wee Wen

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