Сверхмалошумящий умножитель частоты Опции

[NightRain]

Добрый день!
Столкнулся с проблемой.
Имею сверхмалошумящий опорный кварцевый генератор OCXO ГК197-ТС фирмы Морион. Основные требования ко всей проектируемой системе-это фазовые шумы на отстройке 100 Гц от несущей(У ГК197-ТС фазовые шумы при отстройке 100Гц не превышают -155дБн). Из 10МГц необходимо получить 100 МГц с не менее эктремально малыми шумами:-135дБн/Гц. Аналогов такому генерат ору 100МГц в Мире нет(поэтому и хочется малошумящий опорный генератор умножить и получить 100МГц, который не сыскать, а не покупать готовый вариант 100МГц с фазовыми шумами -130дБн(Выигрыш в 5 дБ!!!)). Вернемся к проблеме....Итак, 10МГц умножаем на 10 - ждем ухудшения фазовых шумов на 20lgN. Но только в том случае, если фазовые шумы самого умножителя не превышают фазовые шумы опоры на интересующей отстройке.Есть вариант:использовать диод Шоттки(т.к у него самый низкие фликкер-шумы) в стандартной схеме генератора гармноик. НО! Как мне выбрать диод? Какую точность дает моделироввание и расчет фазовых шумов MWO?И вообще с помощью какого ПО можно рассчитать фазовые шумы схемы(подставляя модели разных диодов)?
Есть вариант с SRD-диодами, но их фликкер-шум велик(кстати в литературе просто пишут, что в малошумящих приложениях используйте диод Шоттки, в менее малошумящих, где требуется лишь эффективность-Step Recovery Diodes).
Короче говоря, какую схему умножителя выбрать в малошумящем приложении и с помощью какого ПО можно смоделировать схему с рассчетам фазовых шумов?
Постепенно прихожу к схеме опорный генератор-умножитель на 5+малошумящий усилитель+умножитель на 2+фильтр+малошумящий усилитель(умножители-на диодах Шоттки Infinion SD_BAS70). И предполагаю получить уровень фазовых шумов -135дБн/Гц. Смоделировал схему в MWO, проверил фазовые шумы, но не знаю, насколько стоит доверять методам рассчета фазовых шумов в MWO?(Кстати моделирование с SRD-диодами показало, что фазовые шумы не отклоняются от всем известного закона при умножении 20lgN, хотя это на практике не так, вот и закралось недоверие). Минимальный уровень нужной гармоники на выходе каждого умножителя-не меньше минус 30дБм(но смогу ли я потом бесшумно усилить данный сигнал?).
Пожалуйста, помогите встать на путь истинный, а то в голове кавардак и ступор!

Сообщение отредактировал NightRain - Dec 18 2008, 11:42

[anton]

На 100 Гц как раз особых проблем нет- почти обычной звуковой картой (калиброванной по амплитуде) и автокоррелятором (делитель, линия задержки, перестраиваемый фазовращатель, диодный смеситель) полосовой НЧ фильтр пассивный, чтобы нулевую компоненту зарезать и усилок дб в 40 перед входом 24 битного ацп. А вот на 10 Гц там уже лезет НЧ шум измерительной схемы во всей красе. Поэтому и спрашиваю. Кстати, на 100 Гц мерять плохо из-за гармоники сети (зато американцам хорошо) поэтому меряется на 120 Гц.И вопрос- кто какие фазовращатели использует в автокорреляторах? Интересует именно малошумность.

Можно по подробней на чем лучше смеситель как калибруется, методика измерения и.т.д.

Плюс вопрос по поводу применяемых линий задержки.

[khach]

Можно по подробней на чем лучше смеситель как калибруется, методика измерения и.т.д.

Плюс вопрос по поводу применяемых линий задержки.

Аппликуха от HP лежит (пока) по адресу http://www.thegleam.com/ke5fx/HP_PN_seminar.pdf
обратить внимание на Delay line phase/frequency discriminator. Линия задержки- кусок полужесткого косксиала или бухта кабеля RG 174. Смеситель- обычный диодный балансный на подходящий диапазон ( обычно что-нибудь от Minicircuits типа SBL-11, RMS-2 итд). Уровень гетеродина - соответствующий применненному смесителю. Ослабление сигнала - такой чтобы смеситель неперегружался. Фазовая задержка- чтобы на выбранной частоте осциллятора был максимум постоянки. По ней и калибруем нулевой уровень амплитуды (учитывая потери преобразования смесителя). Потом отсекаем постоянку ФНЧ или трансформатором, усиливаем звуковую полосу дб на 30-40 и подаем на балансный вход звукового АЦП. Крутим фурье и смотрим спектр любой подходящей аудиопрограммой типа спекрталаба.
Сплиттер- обычный резистивный.
Самая большая проблема- с фазосдвигателем. В принципе можно на него забить, но тогда измерения будут некалиброванные по амплитуде- будет просто показометр, но со спурами ФАПЧ воевать и так можно. Фазосдвигатель надо малошумящий, варикапный сильно шумит, поэтому лучше найти коаксиальную линию с изменяемой длиной (по типу фагота). Или вообще выкинуть его (если работаем с ГУН) и мерять шумы только на тех частотах, где ЛЗ дает нужную фазовую задержку. Обычно несколько подходящих точек на диапазон находиться, а в крайнем случае можно и кабель кусачками укоротить.
В принципе можно сделать петлю АПЧ по захвату частоты ГУН на максимум амплитуды постоянки, но тогда надо в сигнал управления небольшую модуляцию вводить и строить синхронный детектор. Но такой сервис не всегда необходим.
На частотах 20 Гц и более (кроме пораженок от сети) оно меряет вполне нормально, с современными 24 битными аудиокартами можно из 120 дБ мгновенного динамического диапазона выдавить 140-160 дБ накоплением. Но на частотах менее 10 Гц очень сильно лезут НЧ шумы предусилителя, да и АЦП чудят. Поэтому приходиться мерять методами синхронного детектирования- одну шумовую дорожку при выключенном источнике ВЧ, вторую- при включенном и вычислять разность. Еще на НЧ видны фазовые шумы кварцевого генератора аудиокарты. Поэтому вопрос о динамическом диапазоне 130 дБ при отстройке в 10 Гц и остается неясным- даже многие фирменные приборы на такой подвиг неспособны.
Зы в последнее время меряем доработанной референсной платой от pcm4222 http://www.ti.com/litv/pdf/sbau124 - у нее SPDIF выход гальваноразвязан. После замены собственного кварца на более малошумящий, и питании от аккумуляторной батареи в экранированной коробке- результаты нормальные и дешевле на порядок чем фирменный анализатор.