Фазовые шумы генератора двухчастотных колебаний, Оценка фазовых шумов в нестандартной системе. Опции

[Artemij14]

Здравствуйте!

Решил добраться до старой идеи об измерении магнитных полей с помощью ЖИГ генераторов.

Как известно, в ЖИГ генераторах частота сигнала зависит от магнитного поля, как внешнего так и внутреннего. Это можно использовать для измерения магнитных полей. Казалось бы, по частоте можно напрямую судить о величине поля. Однако, сразу возникает проблема температурной нестабильности и фазовых шумов. Даже при постоянном поле, частота генератора будет гулять. В разных временных масштабах с разной амплитудой. Это описывается вариацией Алана для конкретного генератора.

Есть мысль как минимизировать температурную и фазошумовую нестабильность применяя следующую схему:



Можно использовать специальную схему намагничивания, при которой внешние магнитные поля будут уменьшать частоту одного резонатора и увеличивать частоту другого. Если подключить два резонатора в кольцевую схему применяя методику, на которой я не буду останавливаться, мы можем получить генератор двухчастотного сигнала - биений. Из биений легко выделить разностную частоту, по которой далее считается величина внешнего поля.

Вопрос состоит в том, позволит ли улучшить частотную стабильность данная схема?
Ведь усилитель в схеме один и флуктуации и нестабильности в нем будут пропорционально влиять на обе частоты.
В отличие от схемы с двумя генераторами на тех же резонаторах по отдельности, где частота в какой то момент может начать
уплывать в противоположные стороны. Как минимум получаем выигрыш в два раза.

Хотелось бы также понять теорию.
Как посчитать фазовый шум разностного сигнала? Если к примеру частота резонатора номер
№1 - 1000МГц(фазовый шум с одиночным резонатором -90dBc/Hz at 10kHz offset),
№2 - 1010МГц(фазовый шум тот же)
Частота разностного сигнала будет соответственно 10МГц.
Скорее всего фазовый шум упрощенно улучшиться относительно базовых частот как 20logN, где N=1000МГц/10МГц

Дальше фазовый шум несложно перевести в вариацию Алана и понять, что существует наилучшее время накопления сигнала для получения максимальной относительной чувствительности. При этом, учитывая, что в области 10^0-10^3 секунд вариация Алана у ЖИГ генераторов сильно растет, абсолютная точность показаний датчика будет падать со временем. И вопрос до какого значения и когда она остановится и перейдет в относительно медленное старение из случайных фликкер флуктуаций фазы и частоты.

[Hale]

”Там будет резонатор в виде диска из ЖИГ пленки”

Если честно, я затрудняюсь сказать, в чем прелесть использования пленок на частоте ФМР. Пленки специально делают, чтобы перейти на резонанс спиновых. И как я представляю (могу и ошибаться, т.к. не изучил,к огда была возможность) уходя от k=0 получается небольшой выигрыш по шуму. Но дисперсия СВ с ростом поля меняется нелинейно, так что балансировка затруднительна.
Ну, ФМР, так ФМР.

"Там постоянные магниты и за счёт их температурного размагничивания достигается температурная компенсация. "

Тогда хорошо. Я с этой технологией, к сожалению, не знаком. Довольно интересно, спасибо.

Сообщение отредактировал Hale - May 15 2017, 01:18