[Sergey Beltchicov 0]

On 11/8/2020 at 10:01 PM, RedHeadIvan said:

Коллеги, здравствуйте!

Делаю входной каскад для АЦП, решили использовать усилок LTC6430-20

Подключил оценочную плату к плате с АЦП - высоковат уровень 2 и 3 гармоник, порядка -60 дБн (частота 300 МГц), в даташите обещают значительно лучшие цифры (-75, -77 для 2 и 3 соответственно)

Открыл мануал на борду, там методика измерения IM3 приведена: подаем на вход 500 МГц и 501 МГц с мощностями на анализаторе 2 дБм на тон, должны видеть комбинашку третьего порядка на уровне -98 дБн. Я намерил вот такое:

Сигнал с генератора вычищен полосовым фильтром с подавлением 90+ дБ. Пробовал лабораторный источник питания и схему с линейным стабилизатором, разницы не увидел.

Усилок сам по себе дифференциальный, поэтому измеряю с балунами на входе и выходе (запаяны на самой плате изначально)

Откуда может быть такая разница? Может кто-то уже имел дело с данным усилителем? Больше 40 дБ ума не приложу как набежало

Измерить 90дБ подавления по продуктам интермодуляции вполне реально. Просто нужно быть достаточно внимательным.

 

Нужно убедиться, что Ваши генераторы могут генерировать двухтональный сигнал с таким уровнем искажений. Например, генераторы Anritsu не могут обеспечивать сигнал даже -80дБ в режиме АРМ (его надо принудительно отключать) даже при нормальной развязке каналов. Аджиленты E4438C/E8257D могут обеспечить -90дБ. Насчет более новых Кисайтов и R&S не скажу – не проверял.

 

Нужно взять хороший вилкинсоновский сумматор с изоляцией каналов не менее 20дБ. С его помощью подать на вход анализатора спектра двухтональный сигнал с генераторов и посмотреть уровень откликов IM3 без DUT. Генераторы E4438C при уровне до +10дБм и хорошем сумматоре будут точно обеспечивать -90дБ по IM3 даже в режиме АРМ (который можно при необходимости отключить).

 

Дальше нужно смотреть анализатор спектра. Потому что камнем преткновения, скорее всего, является именно он. Keysight N9030A/B не способен измерить IM3 90 дБ. Будет показывать максимальную цифру в районе 85дБ. FSW способен. Здесь можете глянуть реальные картинки.

 

www.elvira.ru/ru/sk4-belan-240m-400m-real-measurements-pictures/

 

Далее, чтобы получить максимальную динамику от анализатора, Вы должны опорный уровень сделать примерно равным уровню двухтонального сигнала. Если Вы делаете опорный уровень существенно ниже (как на картинке в Вашем первом сообщении), то АЦП анализатора работает существенно ниже полной шкалы и у него могут сильно возрасти собственные IM3. Особенно этим грешили АЦП от ADI. Линеаровские были раньше на голову лучше в этом отношении.

 

Поэтому сначала Вы эмпирически в отсутствии DUT определяете оптимум по мощности входного двухтонального сигнала, при котором анализатор показывает минимальные искажения. Сначала на генераторах ставим -30дБм, потом -20дБм и т.д. (подстраивая опорный уровень анализатора под уровень двухтонального сигнала), пока не дойдем до +6дБм (в этом случае выход после сумматора будет примерно +2дБм) и ищем таким образом оптимум анализатора. Например, этим оптимумом будет уровень -20дБм. А Вам нужно произвести измерение при уровне +2дБм. В этом случае добавляете внешние пассивные аттенюаторы после выхода сумматора, пока не приведете мощность +2дБм к -20дБм. Аттенюаторы используем внешние принципиально, чтобы не менялся КУ в тракте ПЧ анализатора (при изменении КУ, если будете щелкать встроенный аттенюатор анализатора, оптимум опять может уплыть). Теперь Вы убедились, что тестовые генераторы и анализатор работают с минимальными искажениями. Значит, можно вставлять DUT и дальше уже ковырять его. 

 

LTC6430 обеспечивает искажения по даташиту (это проверено), но надо быть внимательным к мелочам: правильно его симметрировать, экранировать и тд. Но как я уже написал, сначала нужно разобраться с измерительным оборудованием. При этом надо помнить, что для того чтобы измерить уровень -90дБ с какой-то гарантированной погрешностью (например, 1дБ), измерительный стенд должен иметь собственные искажения ниже на 10дБ (т.е. под -100дБ). Косвенным признаком, что искажения DUT приближаются к искажениям измерительной системы будет несимметричный уровень откликов IM3 (когда отклики DUT и системы могут вычитаться в противофазе). Когда собственные искажения системы существенно ниже, уровень откликов IM3 обычно имеет симметричный вид.

Изменено 12 ноября, 2020 пользователем Sergey Beltchicov

[rloc 49]

Вместо Вилкинсона выгоднее использовать мостовую схему, которая часто используется при измерении IMD3:

 

 

На график не обращайте внимание, при должном выборе балуна можно в широкой полосе получить ~40дБ развязки.

 

 

[AFK 0]

12.11.2020 в 15:34, Sergey Beltchicov сказал:

Дальше нужно смотреть анализатор спектра. Потому что камнем преткновения, скорее всего, является именно он. Keysight N9030A/B не способен измерить IM3 90 дБ. Будет показывать максимальную цифру в районе 85дБ...

 

12.11.2020 в 15:34, Sergey Beltchicov сказал:

Далее, чтобы получить максимальную динамику от анализатора, Вы должны опорный уровень сделать примерно равным уровню двухтонального сигнала. Если Вы делаете опорный уровень существенно ниже (как на картинке в Вашем первом сообщении), то АЦП анализатора работает существенно ниже полной шкалы и у него могут сильно возрасти собственные IM3. Особенно этим грешили АЦП от ADI. Линеаровские были раньше на голову лучше в этом отношении.

Добавлю. В анализаторе Keysight (конкретно PXA N9030A) при малых полосах разрешения (Res BW < 300 Гц) автоматически включается цифровая фильтрация, о чём свидетельствует атрибут внизу экрана: "Sweep(FFT)...". При этом возможно появление в спектре побочных составляющих.

 

Изменено 13 ноября, 2020 пользователем AFK
Увеличил картинки