Kann ich eine PLL und eine DDS kombinieren?

Ich brauche eine steuerbare Frequenz für den Einsatz in einem Funkgerät mit einer Reichweite von 3–50 MHz (dh 80 m–6 m). Die Frequenz muss über einen Mikrocontroller wählbar sein. Da Chips wie der Si5351 zu Birdies neigen, möchte ich einen DDS verwenden. Dies würde jedoch einen > 100-MHz-Quarzoszillator bedeuten, da meines Wissens alle DDS-Chips ein mindestens doppelt so schnelles Eingangssignal benötigen. Es ist nicht so einfach, einen >100-MHz-Quarzoszillator zu bekommen, und ich möchte so viele gemeinsame Teile wie möglich verwenden.

Wäre es möglich, einen Quarzoszillator mit niedrigerer Frequenz und eine PLL zu verwenden, um ihn zu vergrößern? Konkret denke ich an den ADF4002 PLL mit dem AD9913 DDS. Oder gibt es noch andere Optionen, die ich übersehe?

Außerdem ist zu beachten, dass beim Hochmultiplizieren anfängliche Frequenzoffsets oder Driften um das gleiche Vielfache erhöht werden. Beim Herunterteilen werden anfängliche Offsets und Driften heruntergeteilt.
Wenn Sie einen 50-MHz-Oszillator finden, gibt es sehr einfache Möglichkeiten, seinen Ausgang zu verdoppeln - z. B. ein XOR-Gatter und eine RC-Verzögerung in einen Eingang -, um das mit einem auf 100 MHz abgestimmten Schaltkreis zu bereinigen, und Sie haben einen stabilen 100-MHz-Takt.
Meiner Meinung nach besteht ein Transceiver aus einer Reihe von Frequenzmischern, PLLs und Filtern. Ich kenne den neuen Ansatz, DDS im Radio zu verwenden, nicht, aber vielleicht haben Sie den ganzen analogen Teil unterschätzt und jetzt ist das einzige Problem das DDS. Ein schematischer Block würde helfen, alle Stufen/Mischer Ihres Transceivers zu verstehen.
@MarkoBuršič, soweit ich das beurteilen kann, ist es nicht so neu. Ich bin inspiriert vom 2007 ATS3b von Steve Weber, KD1JV. Das Handbuch ist hier , die relevanten Schaltpläne sind auf den Seiten 28–29. Dieser verwendet einen 60-MHz-Oszillator und einen DDS, aber keine PLL, was bedeutet, dass die maximale Frequenz 30 MHz beträgt, sodass das 10-m-Band unterstützt wird, aber nicht 6 m. Der Grund, warum ich einen DDS und keinen herkömmlichen VCO verwenden möchte, ist, dass ich die Frequenz mit einem Mikrocontroller einstellen möchte.
@BrianDrummond interessante Idee, ich werde damit experimentieren. Vielleicht könnten Sie es als Antwort hinzufügen.
Sie könnten einen anderen DDS verwenden, z. B. AD9958, der über eine interne PLL für die Systemuhr verfügt, dann können Sie mit einem großen verbleibenden Spielraum auf 30 MHz gehen.

Antworten (5)

Wenn Sie einen 50-MHz-Oszillator finden, gibt es sehr einfache Möglichkeiten, seinen Ausgang zu verdoppeln - z. B. ein XOR-Gatter und eine RC-Verzögerung in einen Eingang -, um das mit einem auf 100 MHz abgestimmten Schaltkreis zu bereinigen, und Sie haben einen stabilen 100-MHz-Takt.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Das Impuls-Pausen-Verhältnis am Ausgang ist abhängig von Logikschaltpegeln und RC: Hier habe ich die "Halbwertszeit" einer RC-gefilterten Flanke auf 5 ns (50 % eines 100-MHz-Zyklus) eingestellt - t(1/2) = 0,693 *RC), also RC = 7 ns. Möglicherweise müssen Sie eine Anpassung vornehmen, um die Quellenimpedanz, die parasitäre Kapazität, die Leiterbahnlänge usw. zu berücksichtigen.

Ich schlage einen LC-Filter vor, um es zu bereinigen, gefolgt von einem Puffer, um es bei Bedarf zu quadrieren. Dies sollte Jitter reduzieren, wenn das Impuls-Pausen-Verhältnis des Eingangs nicht 50 % beträgt – es wird auch das Impuls-Pausen-Verhältnis aufgrund von RC-Fehlern verbessern.

Es war lange vor Peter Alfkes klassischem Xilinx-Whitepaper „Six easy pieces“ bekannt , das eine Variante (Nr. 4) enthält, die ein Flipflop und einen Inverter verwendet, um die Verzögerung bereitzustellen – sauberer als ein RC oder eine Verzögerungsleitung in einem FPGA.

Haben Sie darüber nachgedacht, nur Frequenzvervielfachungsschaltungen zu verwenden? Eine PLL ist natürlich eine andere Option, aber das erfordert mehr Komponenten und Sie müssen sicher sein, dass Ihre Schleife stabil ist usw. Und wenn Sie eine schlechte Schleife / einen schlechten VCO haben, kann es sehr gut sein, dass Sie immer noch verdächtige Töne oder mehr Phasenrauschen haben als nur mit ein ganzzahliges Multiplikationsverfahren.

Danke für die schnelle Antwort. Vielleicht verwende ich den Begriff "PLL" falsch. Der ADF4002 ist als 'Integer-N PLL' aufgeführt - meinen Sie das nicht mit 'Integer-Multiplikationsmethode'? Wenn nicht, wie würde ich einen Chip mit der ganzzahligen Multiplikationsmethode finden?
Ein PLL ist ein komplizierteres System. Es gibt Geräte, die die Frequenz eines Eingangssignals einfach verdoppeln / verdreifachen / usw. können, normalerweise durch Verwendung einer Form von nichtlinearem Verhalten. Eine PLL ist ein System, das die Frequenz eines völlig separaten Oszillators (normalerweise der Ausgang) steuert und dann diese Frequenz (oder die um einen bestimmten Betrag geteilte Frequenz) mit einer Eingangsreferenzfrequenz vergleicht. Auf diese Weise haben Sie eine Rückkopplungsschleife. Sie können Ihnen viel mehr Kontrolle über die Ausgabe und eine höhere Leistung geben, sind aber viel schwieriger richtig zu machen.
Darüber hinaus benötigt der von Ihnen vorgeschlagene ADF4002 immer noch einen externen VCO, um zu funktionieren.
verstehe, danke für die Erklärung. Würden Sie Frequenzvervielfacher von Analog Devices meinen? Ich bin nur über ihren Preis überrascht, obwohl sie natürlich bis zu unglaublich hohen Frequenzen arbeiten.
Er könnte den bekannten Verdreifacher gemeint haben, der eine stachelige Wellenform (viele dritte Harmonische) in ein LC-Filter (abgestimmt auf die dritte Harmonische) legt. Da sich Ihr Spektrum weitgehend mit dem klassischen Amateurfunkspektrum überschneidet, finden Sie hier ein Buch voller interessanter Ideen ... amateurradiosales.co.uk/product-page/…
Die Multiplikatoren für analoge Geräte, die Sie @Keelan auflisten, liegen außerhalb Ihres Bereichs (ich denke, keiner von ihnen geht sogar auf die gewünschte Frequenz). Häufig verwendete Tricks zum Verdreifachen verwenden in der Tat die dritte Harmonische einer Wellenform. Zum Verdoppeln können Sie eine einfache Diode (Gleichrichtung) verwenden und daraus die zweite Harmonische erhalten.

Wäre es möglich, einen Quarzoszillator mit niedrigerer Frequenz und eine PLL zu verwenden, um ihn zu vergrößern?

Ich habe eine PLL aus dem ADF4111 (sehr ähnlich dem ADF4002) gebaut, die 400 MHz mit einem Common-Collector-Colpitts-Oszillator mit einem Varicap für die VCO-Abstimmung erzeugt hat, und es hat großartig funktioniert. Ich habe einen kleinen PIC verwendet, um die Registerwerte hochzuladen, und es hat einfach beim ersten Mal funktioniert. Mein Referenztakt war 10 MHz.

Die Schaltung war Teil eines FM-Modulators für ein Datenübertragungssystem (10 Mbps) und Daten wurden gedämpft und auf den Varicap-Abstimmstift wechselstromgekoppelt.

Oder gibt es noch andere Optionen, die ich übersehe?

Vielleicht gibt es einige DDS-Chips, die bereits eine eingebaute PLL haben?

Ihre Optionen hängen auch von der Störantwort ab, daher das nicht zufällige Grundrauschen, das Sie erleben werden. DDS haben Störausgänge sowie Phasenrauschen, das durch alle Schaltkreise verursacht wird, die die Nulldurchgangspunkte der internen Takt-/Teilungsaktivitäten des DDS berühren.

Sie können Philmore Pll exp-1 oder Pll-2 mit direkter Tastatureingabe bauen und alle Frequenzen von 100 kHz bis 180 MHz abdecken, und die -2-Version geht von Vhf bis Mikrowelle. Sie kaufen diese Kits immer noch bei ebay. Ich glaube, Philmore ist aus dem Geschäft, aber der große Millionen-Dollar-Fehler war, dass es keinen 10 7 NHS-Offset gibt, sodass der Pll nur als Sender verwendet werden kann und das Bild schreibgeschützt ist. Keine Quelle zu finden, was für eine Talentverschwendung, der Programmierer ist nicht mehr lange bei uns.