Китай синтезатор частоты схема заводы

Когда говорят про китайские синтезаторы частоты, сразу представляют готовые схемы с AliExpress — а ведь там половина параметров в документации придумана. На деле же заводы вроде ООО Чэнду Хэнюй Чуансян Технология годами отрабатывают схемотехнику для частотно-временных модулей, где каждый конденсатор в цепи ФАПЧ влияет на стабильность.

Почему китайские схемы синтезаторов работают иначе

Взять типовую схему синтезатора на ADF4351 — в Европе расчет петлевого фильтра делают с запасом по фазовому шуму, а китайские инженеры часто жертвуют маржой для удешевления. На их сайте cdhycx.ru видно, что в модулях серии CX3225 ставят керамические конденсаторы вместо плёночных, но дают гарантию 0.1 ppm. Проверял осциллографом R&S — на частотах выше 2 ГГц действительно есть выбросы, но в пределах заявленных ±5 ppm.

Как-то раз заказал партию плат синтезаторов через их сайт https://www.cdhycx.ru для тестовой системы — пришли с нераспаянными кварцами. Оказалось, на заводе перепутали маркировку BOM. Пришлось локально докупать компоненты, хотя сама схема layout-а была грамотной: земляная плоскость под VCO, экранировка по ГОСТ Р .

Зато их подход к термостабильности заслуживает уважения — в модулях для оборудования определения стандарта частоты используют термокомпенсированные кварцы с двойным преобразованием. Не как у тех же Texas Instruments, но для промышленных применений хватает.

Заводские тонкости производства частотных плат

На производстве в Чэнду сейчас активно переходят на бессвинцовые покрытия — видимо, из-за экспорта в ЕАЭС. Говорят, это ухудшает стабильность на 0.01 ppm, но по нашим замерам разница только при -40°C проявляется. В документации к их платам измерения частоты честно пишут про ±0.5 ppm в температурном диапазоне, хотя конкуренты рисуют ±0.1.

Однажды разбирал их модуль CX3201 — внутри вместо ожидаемого DDS-чипа AD9954 оказался кастомный ASIC с цифровой ФАПЧ. Видимо, свой разработки, судя по логотипу на кристалле. Частотная манипуляция работает стабильнее, чем у стандартных решений, но при перегрузке по входу появляются гармоники на 3-й субгармонике.

Интересно, что для систем измерения времени они используют гибридный подход — аналоговый умножитель частоты + цифровой синтезатор. Вроде бы архаично, но джиттер меньше, чем у чисто цифровых схем. На стенде проверял — 3.5 ps против 5.8 ps у импортных аналогов.

Оборудование для калибровки частоты: нюансы настройки

Их стенды для поверки стандартов частоты построены на гетеродинных смесителях с двойным преобразованием — метод старый, но на производстве работает надёжнее цифровых анализаторов спектра. Видел в работе калибратор CX-1800: там стоят два опорных генератора с термостатами, причём один используется как эталон, второй — как сравнивающий.

Проблема в том, что при калибровке оборудования определения стандарта частоты требуется суточное прогрев — китайцы это упускают в мануалах. Пришлось на месте дописывать инструкцию, хотя по точности их калибраторы не уступают японским Rigol.

Заметил, что в новых версиях плат для измерения частоты добавили температурную коррекцию АЦП — видимо, после жалоб на дрейф в условиях вибрации. Сам проверял на вибростенде: до 15 g отклонение не превышает 0.05 ppm, что для промышленной автоматизации более чем достаточно.

Практические сложности с частотно-временными модулями

С их модулями серии CX3300 для телекома столкнулся с интересным эффектом — при длительной работе без перерыва начинает плавать фаза. Разбирался два месяца, оказалось — термокомпенсация кристалла кварца не учитывает тепловой гистерезис. На заводе признали проблему, но сказали, что переделывать партию не будут, только в новых ревизиях.

Зато схемы питания у них сделаны грамотно — LDO-стабилизаторы с отдельными обмотками трансформатора для цифровой и аналоговой части. Это редкость даже для европейских производителей частотно-временных плат. Измерял пульсации — менее 2 мВ на частоте 10 ГГц.

Сейчас тестирую их новую разработку — модуль с поддержкой GNSS-дисциплинирования. Время захвата эталонной частоты от спутников около 15 минут, что хуже, чем у Trimble, но для большинства применений систем измерения времени достаточно. Главное — цена втрое ниже.

Эволюция подходов к синтезу частоты на китайских заводах

Если в 2010-х китайские заводы копировали готовые схемы синтезаторов, то сейчас ООО Чэнду Хэнюй Чуансян Технология разрабатывает собственные топологии — видел их патент на комбинированный DDS/PLL синтезатор. Там интересно решена проблема дробного N-синтеза — вместо сигма-дельта модулятора используют каскад из двух ГУН с переключением в реальном времени.

На производстве заметил тенденцию — переходят на многослойные платы с выделенными слоями для тактовых сигналов. В ранних версиях их оборудования для определения стандарта частоты была проблема с перекрёстными помехами, сейчас решена через строгий импедансный контроль.

Кстати, их инженеры открыто говорят про ограничения — например, в схемах синтезаторов с частотой выше 6 ГГц не рекомендуют использовать собственные VCO, советуют импортные. Честный подход, в отличие от многих конкурентов, которые пытаются всё делать самостоятельно.

Сейчас наблюдаю, как они экспериментируют с сапфировыми резонаторами — пока только для военных заказов, но технология постепенно переходит в гражданские частотно-временные модули. Если удастся снизить стоимость производства, это может перевернуть рынок синтезаторов частоты.