[proxi 0]

Поздравляю. Теперь, по крайней мере, можете сравнивать два генератора в одинаковых условиях. До калиброванных дБ/на корень из полосы еще очень далеко. Но если запишите профиль спектра(галочки справа)- то его можно найти потом спектр на диске как обычный текстовый файл. А там в экселе или самописной программой можно и скалиброваться.

руководствуясь этм шум оценил в -120dBc на 100 Герцах...

в екселе он что то пишет на 10 dB лучше чем на кривой...

после пропадания несущей все равно продолжает писать примерно то же, собственный шум карточки что ли..

интересно, какое оптимальное шумовое сопротивление для звуковой карты, у меня там 100 Ом после смесителя...

В итоге было принято решение - включить режим пикового детектора и вводить поправку на шумы (-6.62дБ = 20log(3/sqrt(2))) вручную. При таком методе правильная СПМ шума получается при любом разрешении БПФ (естественно с учетом оправок на шумовую полосу оконной функции и полосу БПФ).

 

Итак предлагаю такую процедуру - устанавливаем измерительное окно (Flat Top). Устанавливаем фиксацию пиковых значений (Peak Hold) и отключаем усреднение (=1). Устанавливаем желаемое число точек БПФ (большого смысла выбирать кол-во точек значитально больше размера экрана не вижу, например мне 2048 более чем достаточно).

 

Вычисляем коррекцию для шума D(dB) = -10 lg (Fs/N)-10 lg (3.77)-20lg(3/sqrt(2)) = -10 lg (Fs/N) - 12.3dB

 

Пояснения:

3.77 это шумовая полоса Flat Top окна;

3/sqrt(2) соотношение учитывающее как соотносятся пиковые и СКО напряжения шумаи гармонического сигнала;

N - число точек БПФ;

Fs - частота дискретизации.

 

Проводим измерение. Например получили шум -122дБн (по спектру, при N=2048, Fs=96000), коррекция -10lg(96000/2048)-12.3 = -29дБ, СПМ = -122+ (-29) = -152дБн/Гц...

[falling_stone 0]

Немного отвлекаясь от темы измерений:

Какие расчетные/конструктивные меры способствуют снижению фазового шума?

Из того, о чем слышал, я могу привести следующее:

1. Использование SC-cut улучшает фазовый шум по сравнению с AT-cut на малых отстройках (1-1000Герц). Также помогает на малых отстройках использование 3й или 5й гармоники. Насколько я понял, в обоих случаях более высокая добротность резонатора дает в результате меньший шум.

2. На отстройках порядка 1кГц-100кГц проявлается фликкер-шум используемого транзистора, слышал что SiGe транзисторы имеют приемущества перед Si и GaAs.

3. В настраиваемых генераторах, опять таки, важна добротность варикапов. Имеет ли смысл применение GaAs варикапов? (имеют добротность порядка 1000-8000, емкости 10Пф и ниже, недостаток - цена)

4. Конструкция генератора (Вот тут однозначного ответа не нашел, одни хвалят Пирса, другие - емкостную трехточку, в Aglilent Genes1s там вообще high performance генератор синтезирован как двухтранзисторная схема), есть ли что-то однозначно лучшее?

5. Встречал упоминание о harmonic selection mode, который противопоставляется умножению частоты как не увеличивающий шум в Log(N) раз, в чем разница?

[ledum 0]

руководствуясь этм шум оценил в -120dBc на 100 Герцах...

Давайте все-таки пока упорядочим Ваши измерения. Предлагаю взять окошко Блэкмана, пик холд пока нафиг, и осреднение пусть будет 100 или 200 при Вашем количестве точек. Из измеренного разностного значения вычитаете порядка 4 дБ и получаете Вашу величину дБн/Гц. Или выключаете осреднение, включаете пик холд слоу или фореве и вычитаете 10-11дБ должно получиться приблизительно то же значение.

[khach 38]

Уважаемый khach, а как Вы оцениваете вариант использования для подобных измерений самых шустрых 24-битников,

 

Меня, например, фазовые шумы и побочные негармонические спектральные составляющие в полосе до 1 кГц интересуют меньше (в конце-концов их можно измерить оценить обычной звуковухой), чем в полосах от 1 кГц до 1 МГц.

Смена тактовой частоты АЦП автоматически лишает нас софта с "длинными" ФФТ. Я поэтому и зацепился за VIRTINS, что он позволяет работать с любой частотй дискретизации и самописными драйверами АЦП. К сожалению, кряк абсолютно бесполезен- ни одна из функций полной версии не включается- только сообщение о триальности пропадает.

Мне тоже приходиться работать с широкополосными сигналами. Например при настройке СВЧ free running VCO. Но в то же время надо исследовать то же VCO после захвата петли. Поэтому майстрячу потихоньку собственное устройство с двумя разными ацп - первый-экстремальный по шумам PCM4222 с ПОНИЖЕННОЙ тактовой (он тогда еще меньше шумит) и быстрый канал на AD7982 (буду менять на AD7986, когда разберусь, что с таким потоком данных делать). Для этого кстати искал на форуме extra long FFT core для Xilinxa- мегакорку с внешней памятью внутри фурье преобразования (как один из вариантов обработки), а то софтово такой поток трудновато разобрать.

С двумя АЦП и двумя трактами усиления после ФД оно как-то проще получается и лучше по шумам, чем лепить все на одном универсальном АЦП.

[ledum 0]

Смена тактовой частоты АЦП автоматически лишает нас софта с "длинными" ФФТ.

А если не привязываться к реалтайму. Нам спешить некуда. В матлабе, например, сам не пользовался, но бывшие коллеги в нем смотрели белость шума. На 4 млн. точек. У http://www.cryptography.com/intelRNG.pdf оказался уже не очень белый. Наверное, они сами в этом убедились лет за 10 до нас и потихоньку замолчали о наличии такой фичи в чипсете.

To falling_stone, по п.1 вроде да, по второму пункту как-то результаты диплома 25-летней давности по глубоким уровням в гетероструктурах не очень вдохновили. А глубокие уровни в запрещенной зоне норовят стать ловушками и повысить уровень фликер шума. По 3 пункту добротность да, но раньше GaAs варикапы однозначно были шумнее кремниевых. Не думаю, что сейчас ситуация сильно поменялась. По п.4 нет оптимальной схемы для всех кварцев - слишком разнятся у них параметры.

Изменено 17 апреля, 2010 пользователем ledum

[proxi 0]

Немного отвлекаясь от темы измерений:

Какие расчетные/конструктивные меры способствуют снижению фазового шума?

Из того, о чем слышал, я могу привести следующее:

1. Использование SC-cut улучшает фазовый шум по сравнению с AT-cut на малых отстройках (1-1000Герц). Также помогает на малых отстройках использование 3й или 5й гармоники. Насколько я понял, в обоих случаях более высокая добротность резонатора дает в результате меньший шум.

2. На отстройках порядка 1кГц-100кГц проявлается фликкер-шум используемого транзистора, слышал что SiGe транзисторы имеют приемущества перед Si и GaAs.

3. В настраиваемых генераторах, опять таки, важна добротность варикапов. Имеет ли смысл применение GaAs варикапов? (имеют добротность порядка 1000-8000, емкости 10Пф и ниже, недостаток - цена)

4. Конструкция генератора (Вот тут однозначного ответа не нашел, одни хвалят Пирса, другие - емкостную трехточку, в Aglilent Genes1s там вообще high performance генератор синтезирован как двухтранзисторная схема), есть ли что-то однозначно лучшее?

5. Встречал упоминание о harmonic selection mode, который противопоставляется умножению частоты как не увеличивающий шум в Log(N) раз, в чем разница?

все правильно...но в каждом конкретном случае приготавливается по вкусу т.е с учетом возможностей...в моем случае это дискрет

транзисторы...все правильно фликкер шум, SiGe имеет преемущество, высокая добротность варикапов и все такое, но общее правило ИМХО это задающий генератор Clapp(они все емкостная трехточка), в очень нежном режиме, минимум нагрузки на кварц(мах добротность), соответственно ООС и буффер...к примеру как на картинке ( такую не делал)...

следующий вариант попробую Tyny logic...

такой бешенный спрос на шумы... :blink:

[VCO 0]

Смена тактовой частоты АЦП автоматически лишает нас софта с "длинными" ФФТ. Я поэтому и зацепился за VIRTINS, что он позволяет работать с любой частотй дискретизации и самописными драйверами АЦП. К сожалению, кряк абсолютно бесполезен- ни одна из функций полной версии не включается- только сообщение о триальности пропадает.

В описании EVAL-AD7760/AD7762EDZ в общих чертах описан софт к плате, вроде кнопка преобразования Фурье там есть, но есть ли опциии для длинного, пока не понял, GUI у него какой-то странный, в 1600x1200 пикселей не влез, придётся трубу с антресоли доставать, чтоб пощёлкать. График FFT у них расположен в нижней части экрана, судя по описанию должен отображать АЧХ фильтра, выбираемого пользователем.

Но суть не в этом, для работы с этой платой застругана EVAL-CED1Z на Циклоне, с которого в свою очередь имеется выход на Blackfin Ez-Kit, на котором и можно длинное FFT сообразить. Там же и коды для QuatrusII имеются.

Я вот думаю, может подцепить всё это хозяйство на борт и замастырить себе измерялку, не заморачиваясь на железо? Дорого, наверное, станет, но самому лепить может и дороже обойтись. Хотя герберы и софт на всё там же уже есть, времени жалко.

Впрочем, с хорошим измерителем фазовых шумов всё равно это врядли сравнится...

 

ЗЫ: Да нет, не так уж и догого, в районе килобакса. Крутая звуковуха на полкило тянет, однако. А исмеритель фазовых шумов... лучше произносить не буду, чтобы радиолюбителей не расстраивать. :07:

Изменено 17 апреля, 2010 пользователем YIG

[Aner 4]

все правильно...но в каждом конкретном случае приготавливается по вкусу т.е с учетом возможностей...в моем случае это дискрет

транзисторы...все правильно фликкер шум, SiGe имеет преемущество, высокая добротность варикапов и все такое, но общее правило ИМХО это задающий генератор Clapp(они все емкостная трехточка), в очень нежном режиме, минимум нагрузки на кварц(мах добротность), соответственно ООС и буффер...к примеру как на картинке ( такую не делал)...

следующий вариант попробую Tyny logic...

такой бешенный спрос на шумы... :blink:

схемка под вопросом, только не она одна низкие шумы обеспечивает, топология и питание малошумное важнее.

Также пугает надпись -150dBc/Hz на 1Khz. Чем померить?! не звуковухами же.

[Dr.Drew 4]

E5052B поможет минус 150 дБн/Гц померить.

falling_stone

1. SC срез мало чем отличается от AT. Основная задача, которая решалась при разработке таких кристаллов - пониженная чувствительность к вибрации. Сейчас большинство резонаторов выполняется AT. Почти все под термостат я видел на AT. SC видал в термокомпенсированных. По поводу улучшения на отстройках до 1 кГц - здесь шумит активный элемент,а "не резонатор". Конечно, косвенно улучшается шум в этой области при повышении добротности резонатора, но вместе с дальним шумом - как следствие смещения границы белого шума частоты в модели Лисона.

Использование 3 и 5 гармоники позволяет дотянуться до частот выше 30 МГц в силу невозможности реализовать качественный резонатор на частоту, например, 50 МГц на первой гамонике - вот и приходится выкручиваться - селектировать высшие. Вот тут и получается, что добротность резонатора на высших гармониках ниже - там энергии больше рассеивается.

2. Шум транзистора проявляется на отстройках до 10 кГц. Если его нехило насытить, можно и до 100 кГц дотянуться.

3. В отношении варикапов нужно смотреть тип генератора. В октавниках, где варикапы являются "половиной" резонатора, нужно иметь высокодобротные варикапы и индуктивность. В кварцевых и простые кремниевые сойдут.

4. Либо общий эмиттер, либо общая база. Во втором случае развязка между нагрузкой и резонатором получше. Включение резонатора на отражение или на проход, зависит от того, что проще сделать. Лучшего однозначно нет.

5. Селекция мод в резонаторе позволяет сразу генерировать нужную частоту. Например, основная мода 32 МГц, а мы берём и давим колебания там каким-нибудь контуром. Следующая нужная на мода - 96 (примерно) МГц - на ней и генерим. При этом вся энергия колебаний уходит на эту моду, не останавливаясь на первой. Шум получается ниже, чем если бы умножали частоту на три.

По поводу Тини Логик - сварганил кварцевый ГУН на 100 МГц 3 тон с перестройкой +/- 30 ppm с шумами минус 153 дБн/Гц на 1 кГц, минус 170 дБн/Гц на 10 кГц и минус 177 дБн/Гц - остаточный шум. Не всякий транзисторный такое даст. Я уже где-то на форуме упоминал про эту логику. Так что proxi, советую побыстрее попробовать.

Изменено 17 апреля, 2010 пользователем Dr.Drew

[vhk 1]

….

По поводу Тини Логик - сварганил кварцевый ГУН на 100 МГц 3 тон с перестройкой +/- 30 ppm с шумами минус 153 дБн/Гц на 1 кГц, минус 170 дБн/Гц на 10 кГц и минус 177 дБн/Гц - остаточный шум. Не всякий транзисторный такое даст. Я уже где-то на форуме упоминал про эту логику. Так что proxi, советую побыстрее попробовать.

To proxi

Присоединяюсь к совету Dr.Drew

Но сравните с генератором на емкостной трехточке и биполярном транзисторе, например BFG67, BFG540.

На картинке спектр генераторов на «Тини Логик» (по схеме промеренной Dr.Drew), частоты 20,5 МГц и 20,48 МГц в сравнении со спектром генераторов на биполярнике. Схема по ссылке

http://forum.cqham.ru/download.php?id=56756

В обоих случаях два одинаковых генератора питаются от аккумуляторов и помещены в пассивный термостат. При записи спектров выберите такие же настройки программы спектрального анализа. Окно Blacman, точек 1 048 576, усреднение 100, частота дискретизации 88,2 кГц для сравнения.

vhk

[proxi 0]

мне дадут максимум использовать BC849 с Ft= 200MHz a в оригинале стоят, не помню, Fairchald транзисторы с Ft= 50MHz...

ничего, как то работают на 40 MHz...Tiny logic вроде дешевые....

[vhk 1]

мне дадут максимум использовать BC849 с Ft= 200MHz a в оригинале стоят, не помню, Fairchald транзисторы с Ft= 50MHz...

ничего, как то работают на 40 MHz...Tiny logic вроде дешевые....

Пробовал генератор на 7,17 МГц на BC547C, BC550C шумы выше чем на BFG67.

За логику платил 0,5 $ за штук в партии 20 штук. За транзистор BFG67 0,12$ поштучно.

Вроде бы обсуждается возможность наблюдать фазовый шум генераторов "подручными средствами",

Вам же для проверки методики можно в одном экземпляре "опорный генератор".

vhk

[ledum 0]

В обоих случаях два одинаковых генератора питаются от аккумуляторов и помещены в пассивный термостат. При записи спектров выберите такие же настройки программы спектрального анализа. Окно Blacman, точек 1 048 576, усреднение 100, частота дискретизации 88,2 кГц для сравнения.

vhk

Ну и что у нас получается? На 1 кГц минус 141дБн/Гц у емкостной трехточки и минус 134 дБн/Гц у тинилоджик.

Или я неправ?

[vhk 1]

Ну и что у нас получается? На 1 кГц минус 141дБн/Гц у емкостной трехточки и минус 134 дБн/Гц у тинилоджик.

Или я неправ?

У нас, у меня во всяком случае, логика на КМОП что с ней не делай, упорно шумит сильнее чем СВЧ биполярник.

Что и видно на спектре.

Посмотрите статью в приложении, может там найдете ответ, как "правильно" интерпретировать результаты работы программного анализатора спектра, если полоса менее 1 Гц.

Если proxi в программе спектрального анализа версии 5. 026 «нажмет» кнопку PSD, то программа пересчитает (нормализует) к 1 Гц. Просто все точки спектра «пере рисуются», в случае 1 млн. точек на 10 дБ выше, а соотношение сигнал – шум сохранится.

В версии анализатора 17. 32 – которой пользуюсь этой функции нет.

vhk

Natinst041.pdf

[VCO 0]

Ну и что у нас получается? На 1 кГц минус 141дБн/Гц у емкостной трехточки и минус 134 дБн/Гц у тинилоджик.

Или я неправ?

Как-то неприятно стало: неужели Magic Xtal Ltd шельмуют? Пересмотрел все PDF-ники на их генераторы - везде -153-155дБн/Гц.

затем поднял старую тему: http://electronix.ru/forum/index.php?showt...65941&st=30 и сравнил данные с результатами измерений Dr.Drew http://electronix.ru/forum/index.php?act=a...st&id=35293. Всё сходится с точностью до +-1дБн!!! Да и его прибор E5052B стоимостью около сотни куёв сомнений как-то тоже не вызывает!

Где-то что-то не срастается в этом анализе шумов генератора Tiny Logic. Чисто на подсознательном уровне чувствую, что емкостная трёхточка должна шуметь меньше логики, но с измерением и/или расчётом фазовых шумов с помощью звуковухи как сторонний независимый наблюдатель вижу явный прокол. Может в схемотехнике у vhk что-то не так как у Dr.Drew http://electronix.ru/forum/index.php?act=a...st&id=35257 (не забудьте, что там ещё между 1 и 6 ножками резистор 2М недорисован).

Да и сам пока MXODE 100 МГц пока очень доволен, при умножении на ФАПЧ до 6 ГГц получал до -105дБн/Гц при отстройке 1кГц при частоте сравнения 50МГц, чего быть с минус 134 дБн/Гц у опорника никак не может. Завтра ещё раз проверю, может ошибся!