Генератор для логики квадратурного смесителя

[Слесарь]

Здравствуйте! Спаял DDS генератор для тактирования триггера переключающего квадратурный смеситель трансивера. CMOS Inputs.

На входе триггера сигнал такая картинка.
Могут ли дополнительные гармоники сигнала оказать влияние на качество тактирования триггера и работу квадратурного смесителя?
Надо ли принимать какие-то меры чтоб улучшить качество сигнала DDS генератора?

Добавлено after 19 minutes 48 seconds:
При том что фабричный настольный DDS генератор в тех же условиях дает такой сигнал:

Может ли такое отличие сигналов генераторов отражаться на работе квадратурного смесителя трансивера?
Как добиться улучшения сигнала? Что может производить такие гармоники?

Вложения

20231126_220140_fullScreen.JPG

(219.94 KiB) Скачиваний: 115

20231126_213032_fullScreen.JPG

(236.08 KiB) Скачиваний: 94

[Flasher]

Схемы мы увидим?

[Слесарь]

Откуда схемы нв коленке спаял типовое решение есть только номера деталей 9851 чип и схема из даташит. Меня интересует не схема, а что производит данную помеху и как устранить?

Добавлено after 52 minutes 11 seconds:
Мне интересует может ли показанная помеха влиять на логику триггера установленного после генератора, в контексте квадратурного смесителя для радиоприема?
Если да, то как побороть показанную помеху?

Добавлено after 8 minutes 35 seconds:
Быть может это Comparator Jitter <80 ps p-p @ 20 MHz ?

Вложения

AD5198 block chem.JPG

(37.31 KiB) Скачиваний: 61

[Morroc]

А без использования компаратора этих ушей нет что ли ? Я бы попробовал без умножения 30 * 6 затактировать dds.

[Слесарь]

Так быть может надо улучшать low-pass 70 мГц фильтр перед компаратором DDS ?

Добавлено after 6 hours 10 minutes 6 seconds:
Пересмотрел low-pass 70 мГц фильтр перед компаратором DDS, при поверхностном осмотре подавление на частотах выше 70 МГц около -35 Дб.

По этому на выходе компаратора видны гармоники -36 дБ с отстройкой от основной частоты на около 230 кГц ?
Что получается, надо делать серьезный low-pass 70 мГц фильтр, значительно более высокого порядка?
Опять же, быть может частоты с ослаблением -35 дБ не могут повлиять при тактировании логических чипов подключаемых после компаратора AD9851?

Добавлено after 19 minutes 10 seconds:
С выхода логического чипа который коммутирует логические входы квадратурного смесителя, сигнал генератора деленный на четыре, уже такая картина:

Надо ли бороться с сигналами управления смесителя у которых уровень самой мощной помехи -50 дБ ?

Вложения

20231127_171536_fullScreen.JPG

(226.84 KiB) Скачиваний: 35

AD5198 chem.JPG

(77.24 KiB) Скачиваний: 30

20231127_164655_fullScreen 2.JPG

(106.41 KiB) Скачиваний: 35

[veso74]

Приведите фото установки. Судя по значениям графики в первом сообщении +/-100 Hz и симметрии, это фон, гул в сигнале от сетевого выпрямителя (100 Hz мостовой выпрямитель). Первые пики находятся на +/- 100 Hz от основного сигнала? (Поправьте меня если ошибаюсь). Легко удалить: добавьте фильтрацию к выпрямителю / стабилизатору (C, RC, CLC и т.д), используйте металлическую прокладку (печатную плату, листовой материал) под измерительной установкой.

[Слесарь]

Не пойму, производитель в даташит показывает полосу обзора 200 кГц, наверное так чтоб не было видно гармоники с отстройкой от основной частоты 230 кГц.
Ну так конечно... Если подключить анализатор непосредственно к компаратору чипа 50 Ом, то будет такая картинка, эти гармоники находятся за пределами полосы отображения.

Вложения

20231127_175424_fullScreen.JPG

(204.07 KiB) Скачиваний: 25

AD5198 spectr.JPG

(42.27 KiB) Скачиваний: 422

[Morroc]

Слесарь писал(а):

Надо ли бороться с сигналами управления смесителя у которых уровень самой мощной помехи -50 дБ ?

Что строите то ? Я бы другой dds взял если такой вопрос возникает, а для поделия среднего качества и этого достаточно. У 9951 на такой частоте сигнальчик заметно красивше.

[Слесарь]

Быть может не надо смотреть какие там сигналы с отстройкой от основной частоты на 230 кГц, когда используется ADC после смесителя с полосой пропускания до 48 кГц ? Быть может эти сигналы никак не попадут на вход ADC ?
Быть может так и надо оценивать при полосе отображения анализатора 48 кГц ?

Я строю квадратурный смеситель с генератором AD9851 и ширпотреб ADC аудио класса. Хочу динамический диапазон радиоприемника лучше 80 дБ.

Добавлено after 21 minute 49 seconds:
Если смотреть внутрисхемно на управлении квадратурным смесителем радиоприемника с помощью высокоомного щупа, в полосе отображения анализатора в соответствии с примененным мной ADC аудио класса, то картина получается следующая:
Измерительная система подключенная к исследуемой схеме у меня шумит с уровнем ниже -110 дБ относительно уровня полезного сигнала.
Уровень шума когда включаю питание генератора и делителя (триггеры) для квадратурного детектора, то получаю уровень шума относительно исследуемого сигнала -70 дБ. Надо ли добиваться лучших характеристик и как это сделать?

Добавлено after 58 minutes 42 seconds:
В общем, подал на вход радиоприемника сигнал 3.6 МГц с уровнем так чтоб сигнал АЦП приемника после квадратурного смесителя был максимален, но не клиппировал, синтезатором отстроился от частоты приема на 10 кГц, так чтоб на АЦП приемника поступал сигнал 10 кГц.
Когда все работает, но без входного сигнала приемника, шумит -85 дБ относительно максимального уровня принимаемого сигнала. Подавая входной сигнал 3.6 МГц, получил такую картинку при анализе сигнала поступающего на АЦП радиоприемника. Надо ли дальше пытаться улучшать характеристики синтезатора и квадратурного смесителя?

20231127_194027_fullScreen.JPG

(208.52 KiB) Скачиваний: 31

Вложения

20231127_185235_fullScreen.JPG

(148.79 KiB) Скачиваний: 23

20231127_185308_fullScreen.JPG

(217.72 KiB) Скачиваний: 21

[Слесарь]

Для проверки насколько хорошо подавляются гармоники синтезатора частоты (те две гармоники с отступом от основной частоты синтеза на 230 кГц), попробовал поработать на передачу, поставил частоту передачи 3650 кГц, промодулировал на боковой полосе с частотой 2 кГц, проверил как хорошо давится частота синтеза и противоположная боковая полоса с уровнем лучше -60 дБ, на выходе квадратурного смесителя частота 3652 кГц (0 дБ), плюс две эти паразитные гармоники с отстройкой от частоты передачи 236 кГц и уровнями -50 дБ.
Картинка во вложении.
Подозреваю, что не у одного меня на выход лезут дополнительные частоты производные от работы синтезатора, в моем случае картинка этих частот приводилась ранее, отличные от частоты передачи на сотни кГц, мне непонятно, почему традиционные прием-передатчики не содержат на выходе-входе квадратурного смесителя, фильтр сосредоточенной селекции (или как он там называется) который мог бы эти паразитные частоты подавить? Путем узкой перестраиваемой полосы фильтра, с полосой пропускания для моего случая 200 кГц, так чтоб подавить частоты как на картинке?

Вложения

20231128_192707_fullScreen.JPG

(245.73 KiB) Скачиваний: 32

[КРАМ]

Слесарь писал(а):

Не пойму, производитель в даташит показывает полосу обзора 200 кГц, наверное так чтоб не было видно гармоники с отстройкой от основной частоты 230 кГц.
Ну так конечно... Если подключить анализатор непосредственно к компаратору чипа 50 Ом, то будет такая картинка, эти гармоники находятся за пределами полосы отображения.

Может стоит не только картинки разглядывать, но и текст под ними читать?
В даташите приведено ДВЕ спектрограммы одного и того же сигнала 40,1 МГц.
Расположены они рядом. Слева - в широкой полосе обзора Wideband (dc to 72 MHz) output SFDR for a 40.1 MHz fundamental output signal
А справа - в узкой полосе обзора Narrowband (40.1 ± 0.1 MHz) output SFDR for a 40.1 MHz fundamental output signal
Поэтому смотреть нужно с пониманием того, что ты смотришь.
ЗЫ. По поводу фильтра на выходе DAC. В даташите приведена схема этого фильтра. Эллиптический фильтр 7 (СЕДЬМОГО, Карл!!!) порядка. Ты АЧХ фильтра у себя смотрел? Инструмент для этого у тебя есть, есличо...
ЗЗЫ. И не вздумай измерять АЧХ своим самопальным щупом. Это фильтр, а не апериодическая схема. Ты туда своим щупом внесешь непредсказуемый импеданс и увидишь что попало.

[Morroc]

Слесарь писал(а):

Для проверки насколько хорошо подавляются гармоники синтезатора частоты (те две гармоники с отступом от основной частоты синтеза на 230 кГц)

Не совсем правильно называть это гармониками. Я не пробовал смотреть в широком спектре 9851, даже интересно, но после праздников. У 9951 не видел похожего. Вообще по форме напоминает больше "уши бэтмена" у ФАПЧ синтезатора (чисто по форме. без учета Дб и +/- от основной частоты).

[Слесарь]

9951 подробности не смотрел, но вроде это совсем другой чип.
Наверное следующее поколение, где данную проблему могли исправить.

[КРАМ]

Слесарь писал(а):

Наверное следующее поколение, где...

Очередная фантазия.
Все DDS подчиняются фундаментальному принципу.
Править там нечего.
Просто у 98-го частота накачки 180 МГц, а у 99-го - 400.
У 98-го DAC 10-разрядный. а у 99-го - 14-разрядный.
У всех DDS есть джиттер на некратной накачке частоте выходного сигнала.
Уровень паразитных гармоник и их расположение элементарно считаются.
В даташите есть теория и формулы. Нужно только немного включить моск.

[Слесарь]

Спаял схемку, МК -> DAC -> квадратурный смеситель <- DDS.
DDS - 3650 кГц
DAC в данный момент 32 кГц, 16 бит
МК формирует синусоидальную выходную частоту DAC, два сигнала IQ, 1000 Гц, со смещением фазы 90 гр.

Сделал программные 16 бит регуляторы корректоры, амплитуды, фазы и смещения выходных сигналов IQ DAC.
С помощью коррекции смещения (offset) сигналов IQ, убрал несущую частоту DDS 3560 кГц, обозначенную на рисунке как (0).
Работаю в нижней боковой полосе, выходная частота квадратурного смесителя 3650 - 1 кГц
= 3649 кГц.
С помощью коррекции амплитуд и фазы сигналов IQ, убрал сигнал (1). Сделал минимальными сигналы (2) и (3).

Не регулируется не убирается сигнал (4). Какова природа этого сигнала? Что нужно сделать чтоб от него избавиться?

20231207_203145_fullScreen.JPG

(88.45 KiB) Скачиваний: 27

[КРАМ]

Очевидно, что эта спектральная составляющая произошла от 1 кГц.
Поэтому нужно привести схему балансного модулятора с указанием уровней гетеродинов и входных сигналов. Скорее всего, проблема в амплитуде гетеродинов и модулятор не вполне линеен.

[Слесарь]

Сигнал №4 как на картинке снижается пропорционально снижения выходных уровней DAC. Для того чтоб подавить сигнал №4 до уровня -50 дБ относительно основного выходного сигнала, мне потребовалось понизить сигналы DAC в 4 раза.
То есть, насколько понимаю квадратурный смеситель перегружен или перегружены УО сигналов IQ перед ним.

[КРАМ]

Слесарь писал(а):

насколько понимаю

Понимаешь правильно. Но с одной оговоркой. В зависимости от схемотехники балансного модулятора это может быть проблемой соотношения амплитуд сигнала и гетеродина. То есть восстановление линейности может быть достигнуто не уменьшением сигнала, а увеличением гетеродина.
Если ты хочешь получать конкретные и вменяемые ответы, потрудись ознакомить публику со схемой.

[Слесарь]

По поводу того (4) сигнала на выходе квадратурного смесителя, который не могу подавить, возможно сейчас проблема в схемотехнике. Сделал приблизительно по такой схеме.
Мультиплексор подключает катушки выходного трансформатора к ОУ сигналов IQ, так чтоб сигналы IQ создавали выходной сигнал переменного тока как на рисунке.

IQ signals.JPG

(17.12 KiB) Скачиваний: 18

Положительный полупериод обслуживает одна катушка, отрицательный полупериод обслуживает другая катушка, мультиплексор переключает начало и конец витков разных катушек чтоб организовать поворот на 180 гр. Хотел максимально упростить схему и получилось что, пока одна катушка обслуживает положительный полупериод выходного сигнала, другая катушка получается весит в воздухе, остается не подключенной. потом наоборот, другая обслуживает отрицательный полупериод, а первая катушка становится не подключенной.

Наверное так нельзя делать, катушки должны быть все время подключены?
Значит перед мультиплексором придется сделать дополнительно инвертор на 180 гр. чтоб подключать сразу две катушки для положительного и отрицательного полупериодов?

Могло ли такое упрощение с повисающими в воздухе катушками производить сигнал №4 как на представленной спектрограмме?

[КРАМ]

А у мультиплексора есть название? Что за привычка давать какие то огрызки сведений?
Кроме того, коммутация трансформатора - это очень плохая идея. Там возможно все, включая выбросы за пределы питания мультиплексора.
Кроме того, нужно увидеть монтаж.