seltsames PLL-Verhalten

J=FCrgen Appel schrieb:

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ch

hl

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Hallo,

mal =FCberlegen, wenn man einem Z=E4hler ein Gemisch aus mehreren Frequen= zen=20 zum Runterteilen vorwirft, dann kann er doch nur auf ausreichende=20 Flanken reagieren. Wenn die Flanken auf die der Z=E4hler reagiert eine=20 stabile Frequenz haben hat auch das runtergeteilte Signal eine geringe=20 Bandbreite. Wenn jedoch die Frequenz am Eingang des Z=E4hlers periodisch =

schwankt sollte auch die Ausgangsfrequenz entsprechend schwanken.

Kommt also doch darauf an wie die hohe Bandbreite des ungeteilten=20 Signals entsteht, ist da ein Rauschen =FCberlagert, oder ist das ein=20 Gemisch das aus den vielen verschiedenen Resonanzfrequenzen des=20 optischen Resonators im Laser resultiert?

Bye

Hallo!

Uwe Hercksen schrieb:

Eben. Das einzige, das mir einfällt, ist, daß die VCO-Frequenz mit einem Vielfachen der Referenzfrequenz schwankt, so daß sich die Schwankungen immer über 64 Zyklen exakt wegmitteln. Klingt aber ein wenig abstrus.

Bei meinem Laser hätte ich mir das notfalls noch vorstellen können, aber der selbe Effekt tritt ja jetzt auch in meiner rein elektronischen Schaltung mit elektronischem VCO (also ohne Laser) auf. Und soweit ich weiß, ist da der Hauptmeschanismus, der die intrinsische Bandbreite des VCOs erzeugt, Phasenrauschen.

Gruß Jürgen

Es ist womöglich keine gute Idee, die Referenz ihrerseits aus einer einfachen PLL zu gewinnen, schau Dir bitte mal deren Phasenrauschen an.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten:

- Referenz taugt nix (nochmals Aufwärts-PLL ist nicht gut). Im GHz Bereich ist die aufgrund des typisch hohen Multiplikationsfaktors _extrem_ (quadratisch!) kritisch!

- Bei hohen Qualitätsanforderungen solltest Du den PLL Teiler Eingang unbedingt per Buffer vom HF Signal entkoppeln, es gibt genügend Teiler, die Dreck in das Signal einbringen.

- Zum AD816 hab' ich kein aktuelles Datenblatt gefunden (obsolte!), die bei Google reden von einem ADSL Amp. Ich vermute aber, dass das Teil für deine Phasenvergleicherfrequenz trotz 120MHz im Grenzbereich ist und eher wenig präzise und extrem störarm, eben ADSL. Die virtuelle Masse über R14/R23 schaut ganz schlecht aus, da kommt viel Dreck rein. Außerdem treibt das Ding die Schleifenverstärkung noch weiter hoch. Hier braucht es ggf. eine Vorgabe per D/A.

- Vermutlich glaubt die Bandbreite eh' wegen R18 dran, C19 ist da wegen der Streu/Pin-Kapazitäten eher nebensächlich, das hat Auswirkungen auf Poles/Zeros der Schleife.

- Schleifenfilter passt dann eh' nicht mehr und meist sowieso nicht.

Bei diesen viele-GHz-PLL's ist das immer superkritisch, weil man einerseits natürlich die Bandbreite des Filters gerne groß lassen möchte, denn im Prinzip wird das Phasenrauschen dann bis zur Schleifenbandbreite nur durch die Referenzqualität bestimmt. "Prinzip" deshalb, weil sich die Schleife gerne Dreck einfängt und im GHz Bereich aus der kleinsten Spannungsänderung sofort eine große Frequenzänderung wird, die Verstärkung ist hier in der Schleife sehr groß. Ergo möchte man bei einem aus sich heraus stabilen und phasenrauscharmen VCO die Schleifenbandbreite doch wieder kleiner sein lassen, damit hochfrequente Störungen wegintegriert werden => Konflikt

Da der eingekoppelte Dreck leider immer erst _nachträglich_ herausgeregelt werden kann, sprich, er muss erst im Signal als Phasenänderung sichtbar sein, durch den Frequenzteiler durchlaufen usw., verbleibt eine Modulation, die als Phasenrauschen sichtbar ist. Die einfache Theorie sagt zu dem Thema leider wenig.

Manchmal ist es Weg, eine Grob- und Feinregelung einzuführen.

- Bei hohen Anforderungen an das Phasenrauschen ist der Teiler Gift, weil er bezogen auf die s-Ebene mit 1/n wie ein großer Spannungsteiler vor einem hochwertigen Multimeter wirkt. Beim Rauschen macht sich das quadratisch bemerkbar, deshalb wird bei hohen Anforderungen in der Messtechnik lieber z.B. gegen einen Kamm gemischt und dann das Mischprodukt auf den Phasenvergleicher gegeben.

Das Verhalten Deiner PLL ist soooo untypisch nicht, die GHz-Teile sind so fies, das ist mir nichts Neues, ein gutes PLL Phasenrauschen bedeutet sehr viel Feinarbeit.

Beim Schleifenfilter ist zudem ganz klar eine Mischung aus Simulation und Test angebracht, einfach Schätzen geht genau so daneben wie gedankenlos Simulationsergebnisse übernehmen. Ich habe mit Simulationen hier aber schon unerwartete Ergebnisse für die Bauteilwerte erhalten, die dann in der Tat deutlich bessere Ergebnisse gebracht haben.

Die Amis sind Weltmeister im Marketing und werden sich hüten, weniger hübsche Bilder zu zeigen. Gehe davon aus, dass alleine die verwendete Referenz um Welten besser ist als Deine zweite PLL, aber auch um Welten teurer. Danach fragt aber keiner bei diesen Bildern ;-)

Gruß Oliver

ich würde zunächst mal das Referenzssignal mit Quarzoszillatoren oder einem TCXO als Basis erzeugen. Deine Referenz wird schon wie verrückt rauschen

Gruss Peter