Синтезатор для многоканального приемника с высокой динамикой Опции

[Electrovoicer]

Делаем многоканальный УКВ-приемник: МШУ, набор преселекторов, регулируемый УВЧ, квадратурный смеситель, регулируемый УПЧ, аа-фильтры высокого порядка, АЦП 2 канала 16 бит, синтезатор adf4351, опора - отличный tcxo (50ppb, -145дбс/10кГц), общий КШ менее 2дб. Добились весьма и очень неплохих показателей по подавлению зеркал и других unwanted components с помощью цифровых эквалайзеров и прочих хитрых кондиционеров. Пока уперлись в то, что избирательность по соседнему каналу при малых отстройках (~25кГц) определяется шумовым пьедесталом сигнала гетеродина, и не превышает 80дб, хотя при больших отстройках (~1МГц) получаем приличную двухчастотную динамику 100дб. Отдельное измерение ФШ синтезатора показывает, что проблема, скорее всего, в некой модуляции сигнала синтезатора в конкретном изделии, создающей шумовой пьедестал у подножия основного тона. В наличии есть очень приличный спекан (ФШ < -130дбс/10кГц) и нет ни одного соответствующего {класса} ВЧ-синтезатора для подачи пробного RF-сигнала на вход устройства, так как с нашими наличествующими синтезаторами начинаем видеть на спектре нашего приемника баги синтезаторов, как то, подъем шумовой полки и собственные ФШ. Из эфира сигналы с нужной (>90дб) динамикой тоже не видим, такое подозрение, что в городских условиях их нет и быть не может, на фоне загрязнения. В идеале хотелось бы на малых отстройках видеть те же 100дб динамики, потому как сам АЦП и система ЦОС явно это позволяют. Из явных багов конкретного изделия могу назвать проникновение помех от PCI-e в районе 250МГц+-25МГц и с уровнем порядка -90дбс (т.е. существенно выше шумовой полки изделия). Вроде бы на других частотах мало себя проявляет.
Вопросы.
1. Интересует, каким должен быть типичный синтезатор для подобного многоканального приемника с двухсигнальной динамикой 100дб?
2. Какова, по вашему, достижимая двухсигнальная динамика в условиях крупного города для эфирных сигналов, обусловленная типичным фоном?
3. Как, из подручных средств, сделать двухсигнальный тест с малой отстройкой на УКВ-частотах, с динамикой 90 и более дб?
4. Избирательность 80дб по соседнему каналу - это, вообще, нормально, для данной простой, но {imho топологически и конструктивно} вылизанной структуры приемника?

[rloc]

Многое не понятно, поэтому сначала встречные вопросы:

спекан

Что это?

двухчастотную динамику

Что Вы понимаете под этим термином? Чем отличается от избирательности?

Отдельное измерение ФШ синтезатора показывает, что проблема, скорее всего, в некой модуляции сигнала синтезатора в конкретном изделии, создающей шумовой пьедестал у подножия основного тона.

Чем отличается "некая модуляция" от фазовых шумов? Каким образом Вы их делите?

Из эфира сигналы с нужной (>90дб) динамикой тоже не видим, такое подозрение, что в городских условиях их нет и быть не может, на фоне загрязнения.

Речь о динамическом диапазоне сигнала или приемника? В какой полосе? Если о сигнале, то что Вы понимаете под понятием динамики сигнала?

Из явных багов конкретного изделия могу назвать проникновение помех от PCI-e в районе 250МГц+-25МГц и с уровнем порядка -90дбс (т.е. существенно выше шумовой полки изделия).

дбс - что за единица измерения? Если речь о дБ, то относительно чего?

[Electrovoicer]

Что это?

это общепринятое.

Что Вы понимаете под этим термином? Чем отличается от избирательности?

Избирательность, как правило, по соседнему каналу. А двухчастотная динамика - я оговариваю разнос принимаемого и блокирующего канала,
он может быть как рядом (~25кГц, кода мы и не получаем больше 75-80дб), а может быть на расстоянии в 1МГц (там уже под 100дб получаем)

Чем отличается "некая модуляция" от фазовых шумов? Каким образом Вы их делите?

Хороший вопрос. Я могу взять кит на синтезаторе, который у нас в изделии, и измерить его ФШ отдельно от всего. Получить обещаемое производителем
значение. Далее я пытаюсь измерить ФШ у себя в изделии, и обнаруживаю шумовой пьедестал непонятной природы, шириной примерно в полосу
loop-фильтра, который не позволяет мне на малых отстройках получить желаемую динамику. Попытки что-то улучшить (LO buffer, высококачественная
"пленка" в loop-фильтре, дополнительная развязка цепей питания синтезатора и иные танцы с бубном) мало что дают. Изучение данного эффекта в матлабе
говорит о том, что это может быть любая модулирующая помеха - и АМ, и ФМ и FM, т.е. если источник проблемы у меня в изделии, то я не могу его локализовать
по косвенным признакам.
Выглядит это примерно так (отладочный наш софт, RTA FFT, 4k):

И вот тут я начинаю путаться. Пьедестал, в сущности, повторяет форму с генератора сигнала, если его посмотреть на спекане отдельно.
И мне не понятно, где тут "добавка" от проблемы на моей плате, где ФШ гетеродина, где ФШ источника сигнала...

Речь о динамическом диапазоне сигнала или приемника? В какой полосе? Если о сигнале, то что Вы понимаете под понятием динамики сигнала?

ДД приемника, но нужен ведь и источник с соответствующим ДД, не правда ли?

дбс - что за единица измерения? Если речь о дБ, то относительно чего?

dbc

[rloc]

Избирательность, как правило, по соседнему каналу. А двухчастотная динамика - я оговариваю разнос принимаемого и блокирующего канала,
он может быть как рядом (~25кГц, кода мы и не получаем больше 75-80дб), а может быть на расстоянии в 1МГц (там уже под 100дб получаем)

Понятие "двухчастотная" скорее можно отнести к границе динамического диапазона по интермодуляционным искажением третьего порядка. Это и в отечественной литературе встречается и в зарубежной. В этом случае на вход приемника подается сумма двух сигналов, одинаковых по амплитуде, но разнесенных по частоте. У Вас вижу один сигнал, речь может идти об одной частоте и измерении относительно несущей.

обнаруживаю шумовой пьедестал непонятной природы, шириной примерно в полосу
loop-фильтра, который не позволяет мне на малых отстройках получить желаемую динамику.

Уровень пьедестала зависит от уровня входного сигнала? Он кстати несимметричен относительно сигнала, а значит не является результатом перемножения ФШ сигнала и ФШ гетеродина. Пока далеко от темы синтеза и построения синтезаторов.

dbc

Очень интересно, т.е. относительно несущей (дБн). Вы пишите о помехе с уровнем -90 дБн, причем очевидно, она никак не зависит от несущей (PCIe). Не лучше ли помеху указывать в абсолютных величинах, дБм например в пересчете ко входу приемника?

[Electrovoicer]

Уровень пьедестала зависит от уровня входного сигнала?

Попытаюсь объяснить. Когда я подаю на вход устройства RF-сигнал с генератора мощностью, скажем, -40дбм, вижу над шумовой полкой, в этом случае, находящейся на уровне -120дбм, "монохроматичный" пик без признаков шумового пьедестала. С увеличением мощности до, скажем, -10дбм, начинает расти моя шумовая полка в полосе пропускания приемника, и из нее начинает проявляться пьедестал, находящийся на 75-80дб ниже вершины пика, и шириной примерно 150кГц. Его форма подозрительно напоминает сигнал генератора, если его рассматривать на анализаторе спектра. Таким образом, если считать этот сигнал помехой, я не могу сейчас принимать (СШ=10дб) сигнал с отстройкой 25кГц от помехи, с уровнем ниже помехи на 75дб и более, потому как он тонет в этом пьедестале. При этом на бОльших отстройках (~1МГц) динамика ограничивается лишь шумовой полкой. Как-то так.
Отсюда я делаю промежуточный вывод, что шумы моего тракта сильно ниже шумов наличествующих генераторов в широкой полосе, и мне просто не с чего подать такой сигнал, чтобы не поднимало, для начала, шумовую полку в полосе пропускания. Это правильный вывод? А если я еще и все правильно посчитал, то пол у генератора сигнала должен быть ниже -141dBc/Hz. Отсюда еще один промежуточный вывод - что в реальной эфирной жизни, да еще и в условиях города, я не увижу на своем приемнике разницы сигнал-помеха более 75-85дб...

Он кстати несимметричен относительно сигнала, а значит не является результатом перемножения ФШ сигнала и ФШ гетеродина.

Хм. А где Вы рассмотрели асимметрию? Вроде бы я не вижу. Да и частотное разрешение нашего real time FFT невысокое пока, 4к точек на 20МГц, тупо не хватило блочной памяти в ПЛИС на большее.

[rloc]

А где Вы рассмотрели асимметрию?

У Вас симметрия относительно центральной частоты, а не частоты сигнала (смещен влево)