|
|
  |
Питание VCO и фазовые шумы |
|
|
|
Oct 6 2009, 09:30
|
Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 3 439
Регистрация: 29-12-04
Пользователь №: 1 741

|
Цитата(vhk @ Oct 6 2009, 02:31)  Что Вы предлагаете для калибровки? Читаем Choosing a Phase Noise Measurement Technique от Agilent http://www.thegleam.com/ke5fx/phase_noise.pdf. Там на слайде 21 есть диаграмма Measurement phase detector system noise floor- генератор с фазосдвигателем и смеситель. Только фазосдвигатель ставится на полное подавление несущей. И в нем недолжно быть никаких варикапов- обычный КПЕ воздушный лучше всего. Перед этим проверяем смеситель на линейность- используя два аттенюатора по 20 дб снимаем три амплитудные точки и убеждаемся, что они лежат на одной прямой. В этото же момент происходит калибровка системы по амплитуде. Все. А более подробно- смотрите NIST аппликухи http://www.boulder.nist.gov/timefreq/gener...n1337/Tn190.pdfhttp://tf.nist.gov/general/tn1337/Tn129.pdf ну и подобные им по фазовым шумам, только все последние посвящены измерениям на больших гигагерцах, а классика- это работы 80х годов. Поэтому сканеные и pdf большие по размерам. Кстати, вопросов корректировки измерений при применении "очень длинного фурье" я как то ненашел. Обычно брали 2048 точек, а иногда и меньше- скорее всего тогда, когда методики отрабатывали, длинного фурье небыло и в NIST. Да, если будете работать с гиацинтов 5МГц, проверьте свои смесители- часто на 5 Мгц уже нетянут трансформаторы смесителей. Ищите специальный низкочастотный смеситель. PS: В Tn129.pdf неплохо рассмотре вопрос, чем нагружать смеситель- резистором 50 ом или чем нибудь другим, как при этом меняется чувствительность и как пересчитывать результаты при такой нагрузке. Цитата(Aner @ Oct 5 2009, 09:52)  Вот ваша катра: EMU1212 Из параметров от производителя: Dynamic Range (1kHz, A-weighted): 120dB Signal-to-Noise Ratio (A-weighted): 120dB THD+N (1kHz at -1dBFS): -110dB (.0003%) Stereo Crosstalk (1kHz at -1dBFS): < -115dB На сегодя средненькая из 24 разрядных, поскольку ~16-17 разрядов (в идеальных условиях, не ваших) шумят мало. АЦП от японской фирмы AKM - AK5394A примерно 4-летней давности. Обозвать топовый AK5394A (лучше только pcm4222, и то только на 1 дБ) это нет слов. Про 17 бит- молчу, особенно с выносным блоком АЦП. Купите карту, поработайте с ней, а потом делайте такие заявления. Притом, что тщательная экранировка, выносной экранированный модуль, отдельное батарейное питание и гальваническая развязка по цифровым линиям обычно влияют только на наличие пораженных точек на спектре, а не на общий уровень шума. А если незнаете, что все высококлассные аудио карты имеют цифровые входы, к которым вы можете подключать самодельный, тщательно экранированный модуль АЦП с высокостабильной низкошумной внешней опорой- то "учите матчасть" (с)
|
|
|
|
|
Oct 6 2009, 20:20
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 372
Регистрация: 6-05-07
Пользователь №: 27 551

|
Aner Для того что бы любой желающий мог повторить мои опыты измерения проведены в "Спектралабе". Частота дискретизации 88,2 кГц. кол-во точек 1 млн. Получен спектр генератора "Гиацинт М" 5 МГц и данные (значения) уровня сигнала в диапазоне частот от 19 кГц до 39 кГц записаны в текстовом формате в файл. Частота опорного генератора на 20 кГц выше 5 МГц. Максимальное значение сигнала -20 дБ на частоте 20294.3711 Гц. Вычислены уровни шумов на отстройках от несущей от 1 Гц до 10 кГц. Далее уровень сигнала упирается в "шум". Спектр сигнала от Гиацинта по сравнению с самодельным на 20,48 МГц гораздо более "грязный". Питание 24 В от двух аккумуляторов на 12 В. Пргрев в течении более часа. В каталоге продукции МОРИОНАhttp://www.morion.com.ru/full_catalog/Mori...rus_04_2009.pdfесть картинка спектра фазовых шумов современного ульрапрецезионного генератора ГК-89. На этой картинке построена "кривая" фазовых шумов Гиацинта -М красным цветом. Гиацинт вместе с моей нетермостатированной опорой больше шумят на малых отстройках от несущей, а дальше почти полное совпадение "фазовых шумов", так и должно быть. Почему то не могу загрузить файл с данными 1,3 Мб. Загрузил фрагмент. khach Спасибо за информацию. vhk.
5_____1__________.rar ( 73.18 килобайт )
Кол-во скачиваний: 152
|
|
|
|
|
Oct 7 2009, 07:46
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 372
Регистрация: 6-05-07
Пользователь №: 27 551

|
Данные по генератору на 20,48 МГц. Измерения в "Спектралабе" при 1 млн. точек. При 16 млн. точек с накоплением уровень "шума" опустился бы еще на 10-12 дБ, но для этого надо потратить час в другой программе спектрального анализа. Исходный файл 7,1 Мб в архиве 1,3 Мб но почему то на форум не грузится. На картинке спектр фазовых шумов генератора ГК-159 на E5052B в сравнении с моими данными. Сигнал имеет максимальное значение -20 дБ, в табличке значение сигнала при указанной отстройке. сигнал 25064.1445 -20.00дБ 1 Гц - 62,5 Дб 2 Гц - 73 дБ 3 Гц - 77 дБ 5 Гц - 82 дБ 10 Гц - 92 дБ 20 Гц - 99 дБ 50 Гц - 113 дБ 100 Гц - 122 дБ 200 Гц - 133 дБ 300 Гц - 138 дБ 500 Гц - 144 дБ 1000 Гц - 148.5 дБ 2 К - 150 дБ 3 К - 150 дБ 5 К - 150 дБ 10 К - 150 дБ vhk.
|
|
|
|
|
Oct 7 2009, 08:39
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 107
Регистрация: 14-03-07
Из: Ерментау, Томск, Сургут, Berlin
Пользователь №: 26 148

|
Ваша линия должна быть на 20 дБ выше...(если Вы хотите корректно сравнивать...) Цитата(vhk @ Oct 7 2009, 11:46)  Данные по генератору на 20,48 МГц. Измерения в "Спектралабе" при 1 млн. точек. При 16 млн. точек с накоплением уровень "шума" опустился бы еще на 10-12 дБ, но для этого надо потратить час в другой программе спектрального анализа. Исходный файл 7,1 Мб в архиве 1,3 Мб но почему то на форум не грузится. На картинке спектр фазовых шумов генератора ГК-159 на E5052B в сравнении с моими данными. Сигнал имеет максимальное значение -20 дБ, в табличке значение сигнала при указанной отстройке. сигнал 25064.1445 -20.00дБ 1 Гц - 62,5 Дб 2 Гц - 73 дБ 3 Гц - 77 дБ 5 Гц - 82 дБ 10 Гц - 92 дБ 20 Гц - 99 дБ 50 Гц - 113 дБ 100 Гц - 122 дБ 200 Гц - 133 дБ 300 Гц - 138 дБ 500 Гц - 144 дБ 1000 Гц - 148.5 дБ 2 К - 150 дБ 3 К - 150 дБ 5 К - 150 дБ 10 К - 150 дБ vhk.
--------------------
Познание бесконечности требует бесконечного времени
|
|
|
|
|
Oct 7 2009, 09:36
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 372
Регистрация: 6-05-07
Пользователь №: 27 551

|
Цитата(Dr.Drew @ Oct 7 2009, 11:26)  То есть вы утверждаете, что можно улучшать фазовый шум генераторов простым увеличением числа точек и накоплением? Пишите заявку на нобелевскую... Вы писали ранее Цитата(Dr.Drew @ Oct 2 2009, 04:45)  Показывать спектр в полосе 20 кГц с RBW=1,5 Гц не буду - не охота сидеть рядом с прибором целый час.. С какого такого перепугу можно так переиначить смысл моего сообщения??? Вы то понимаете что как в Вашей ситуации так и в моей речь идет о уровне шумов измерителя при увеличении разрешающей способностм прибора. А собственные шумы собственно генератора (20,48 МГц) как минимум на 10 дБ меньше шумов моего измерителя при больших отстройках от сигнала. bakhmat То что уровень -20 дБ а не "0"учтено в расчете. vhk.
|
|
|
|
|
Oct 8 2009, 10:17
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 372
Регистрация: 6-05-07
Пользователь №: 27 551

|
Цитата(Aner @ Oct 8 2009, 12:52)  ... я б уточнил ...на шнобелевскую! AnerТогда и к Вам тот же вопрос: С какого такого перепугу можно так переиначить смысл моего сообщения???Если вернуться к существо вопроса "фазовые шумы генератора VCO" и методы измерения, то может быть картинка позволит Вам понять о чем идет речь. vhk.
|
|
|
|
|
Oct 9 2009, 18:12
|
Частый гость
 
Группа: Свой
Сообщений: 90
Регистрация: 10-10-07
Из: Беларусь
Пользователь №: 31 234

|
Цитата(YIG @ Oct 9 2009, 12:50)  Вопрос по основному Topicу: Насколько хорошо помогают давить шумы VCO SMD-шные помехоподавляющие дроссели (я, например, во всех цепях поставил BLM21AG102SN1D 1000 Ом)? Я со страху похожие, только на бОльший ток-BLM18PG331SN1D так как ГУН потребляет больше 200мА, тоже налепил по питанию в схеме где надо, и где не надо  В добавок к ним поставил проходной конденсатор NFM18PC105R0J3D. Дополнительно по питанию ГУНа еще мелкая керамика, керамика 10 мкФ, катушка 15мкГн, и п-образный LC-фильтр-катушка 22мкГн и по два конденсатора тантал 470мкФ low esr + керамика 100мкФ с обоих сторон. Реализовать фильтр на транзисторе не получилось, так как необходимо было поднимать питание на величину падения в фильтре. Что касается эффективности использования BLM ферритов по питанию ГУНа для улучшения его фазовых шумов, то на мой взгляд толку от них не много, поскольку в интересуемой полосе до 1МГц его сопротивление не велико, даже характеристики приводятся начиная с частоты 1МГц. Я их ставил в первую очередь чтобы подавить пролаз шума от цифровой части и пролаз пульсаций от импульсного источника. Результат на ГУНе HMC529LP5 получился хороший, жаль не могу измерить фазовые шумы и точно оценить результат - на экране анализатора С4-60 я теперь похоже вижу фазовые шумы его гетеродина. Возвращаясь к теме подавления шумов по питанию ГУНа: Цитата(ledum @ Aug 7 2009, 10:09)  Можно почитать идею http://www.wenzel.com/documents/finesse.html, но чет мне кажется, что с изменением температуры подавление входных помех может превращаться в усиление (кроме последней схемы). или http://www.cqham.ru/pow32_2.htmc удивлением для себя обнаружил что данную схему взяли на вооружение ребята из Hittite в Evaluation board на HMC700LP4, по ссылке в ветке на HMC700 которую выкладывал Dr.Drew: http://electronix.ru/forum/index.php?act=a...st&id=35731 Как-то наткнулся, может кому-нибудь пригодится - схема малошумящего стабилизированного источника питания, которую предлагает maxim: http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/an_pk/3657
Сообщение отредактировал obormot - Oct 9 2009, 18:22
|
|
|
|
|
Oct 10 2009, 09:30
|
Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 3 439
Регистрация: 29-12-04
Пользователь №: 1 741

|
Цитата(YIG @ Oct 9 2009, 11:50)  Вопрос по основному Topicу: Насколько хорошо помогают давить шумы VCO SMD-шные помехоподавляющие дроссели (я, например, во всех цепях поставил BLM21AG102SN1D 1000 Ом)? Надо сперва понять, шумы чего давить надо? Если шумы самого VCO- то никак не помагают. Если шумы источников питания и остальной схемы- то сначала надо бы вместо VCO поставить эквивалентный нагрузочный резистор, на питание перед этим резистором напаять отвод тоненьким коаксиалом и через СВЧ развязку по постоянке подключить к анализатору спектра. Ну и пройти весь спектр от килогерц до границ ВЧ диапазона при "боевой" схеме- т.е процессоры и ПЛИСы должны быть прогружены рабочей программой. В зависимости от потребляемого тока спектр шумов источников питнания меняется, и ПЛИСы могут генерить "палку" помехи только при определенной прошивке. Вот после такого промера и можно принимать решение о конструкции фильтра VCO, а сам VCO "обкатывать" от батарейки. Еще надо обратить внимание на питание операционника фильтра- низкошумные операционники плохо давять помеху по питанию на границе частотного диапазона, а за пределом паспортного диапазона частот вообще наступает чистое шаманство. Можно еще принудительно подмешать с питанию VCO помеху от генератора и посмотреть результирующий спектр, и на основании этого оценить необходимое подавление в фильтре. Ну и сам вопрос немного неправильно сформулирован-надо отличать собственно шумы от пораженок и интермодуляций по питанию, хотя иногда последние и имеют шумоподобный характер, если их источник- цифровая часть схемы. Кстати, для вылавливания кратковременных глюков в спектре сигнала анализатор спектра на звуковухе незаменимый прибор. Включаем режим watefall в SpectraPlusе и видим эвалюцию спектра вблизи несущей от времени. Прекрасно вылавливаются глюки типа появления "палки" в момент включени подсветки панели прибора или нажатия клавиши, программирования по последовательной шине совсем не важного для основной задачи преобразователя ЦАП, дребезжащего вентилятора итд. А для обладателей фирменных анализаторов спектра, но не самых крутых- попробуйте сваять простейшую приставку для переноса спектра с ПЧ анализатора (если конечно есть для нее выход) на звуковой диапазон. И "поиграйтесь" с получившимся измерительно-индикаторным комплексом при длинных фурье выборках- будете приятно удивлены. Только аудиокарту неиспользуйте встроенную- потратьте 50-200 баксов хотя бы на AudigiSE, а лучше на E-MU или что-нибудь подобного класса. Притом метрология вся сохраняется- амплитуды всегда можно промерять анализатором.
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|