Уважаемые господа!
В этой теме сильно рассматриваются вопросы измерения фазового шума, но практически нет материала о причинах шума и методах его снижения, а также схемотехнических решений.
Например, уважаемый sgk отмечал исключительно низкий шум лампового генератора, но причин не вскрыл.
Позволю себе сделать несколько пояснений.
Рассмотрим колебательный контур, образованный индуктивностью, емкостью и активным сопротивлением, включенными последовательно. При этом неважно, если мы рассматриваем генератор на RC, просто будем его рассматривать как гиратор, имитирующий индуктивность и активное сопротивление. Добавим шум, который образуется за счёт теплового шума активого сопротивления в случае LC и добавляется шум гиратора для RC.
Далее рассмотрим генератор, тут имеются два приницпиально разных случая:
- фильтровое генератор;
- контурный генератор.
В фильтровом генераторе используется фильтр, включенный в обратную связь усилителя. За счёт фазовых и амплитудных соотношений наступает генерация. При этом фильтр пропускает шум от генератора, и за счёт флуктуаций фазы появляется фазовый шум. Его легко сосчитать. Фазовый шум уменьшается при уменьшении полосы пропускания фильтра, то есть, повышении его добротности. Для LC генераторов это плохой вариант, так как их добротность невелика.
В контурном генераторе в контур вводится отрицательное сопротивление. Когда оно равно сопротивлению потерь, натупает генерация. В это случае добротность бесконечна и фазового шума теоретически быть не должно. Но он реально есть. Это вызвано тем, что отрицательное сопротивления нелинейно, и в каждый момент времени имеется либо положительное, либо отрицательное сопротивления, а они шумят, что даёт фазовый шум. Значит, чем лучше линейность усилителя и чем ниже его шум, тем ниже фазовый шум будет в этом случае. Ламповый генератор как раз реализует данный вариант.
Анвар, направление одно - нести измерение фазовых шумов в массы, но методов два. Один с простой оцифровкой разностной НЧ компоненты, а другой с ФАПЧ. Для первого обсуждается кросс-корреляция дабы хоть чуть-чуть расширить ДД, а второй народ пока не приемлет, ибо ФАПЧ считать (и делать) надо. Я думаю, что пара-тройка показательных примеров быстро всех переубедят.
На одном ядре Ваша программа, на втором Осциллометр, на третьем Спектраплюс, на четвертом Спектралаб, на пятом Winrad.
Вот видите не заметил как у Вас ядра кончились идите за 6 (шести) ядерным процессором, надо все таки на шестом ядре рассчитать приведение к полосе 1 Гц о котором писал Вам ранее.
Сергей sgk.
Эквивалентное отрицательное сопротивление вводится в контур в любом LC генераторе, а шум все равно остается. Поглядите http://www.rubiola.org/ - масса статей на открытом доступе.
Так и получится по мере сборки нового ПППП, там предусматривается автонастройка регенеративного фильтра, как раз для измерения фазового шума синтезаторов и генераторов очень подходит. Выкладывать буду в соответствующих темах и здесь.
Добавлено через 7 минут(ы):
Это недостаточно глубокий подход. Приведу пример из теории и практики. Возьмите генератор с фазированием, то есть, два фазовых звена, пропускающих все частоты, включенное в обратную цепь усилителя. Получится генератор, при этом весь шум с выхода усилителя проходит через звено и усиливается снова, уменьшаясь только из-за сдвига фазы. Теперь то же самое, но вместо фазовращателя используется полосовой фильтр. Получится значительно лучший результат. Это я проверил как моделированием, так и реально на ОУ.
Добавлено через 21 минут(ы):
Поглядел, спасибо. Нашёл подтверждение своим выводам: влияние насыщения усилителя и уменьшение коэффициента его усиления на шум, а это, как раз, нелинейное отрицательное сопротивление. Математика простая, но её много, можно было сделать гораздо короче и формальнее, но зато хорошо разжёвано.
Последний раз редактировалось Anvar; 03.03.2011 в 20:13.
Рассказываю, как собираюсь измерять фазовые шумы синтезатора и ГПД с помощью ППП.
ППП имеет квадратурный смеситель и усилители на ОУ SSM2019, которые дают шум 1 нВ/корень Гц до частоты 10 Гц. Беру опорный кварц и его частота делится на 4 в схеме с квадратурным делителем на 74AC74. Подаю сигнал с исследуемого генератора, например, 0,1 В на вход смесителей и на выходе одного канала делаю захват ФАПЧ. Амплитуда исследуемого сигнала контролируется на выходе второго канала с помощью обычного тестера. На выходе первого канала имеем фазовый шум. Его подаю на звуковую плату и программу расчёта БПФ.
Оценим возможности метода. Вносимый шум ОУ при усилении 1000 составит при сигнале 0,1 В величину 1нВ/0,1*10^9нВ =10^-8 или минус 160 дБ. Если смеситель позволит сделать сигнал 1 вольт, то получим минус 180 дБ. Это если разрешение 1 Гц. Если разрешение 0,1 Гц, то шум снижается на 10 дБ. То есть, шум ОУ можно не учитывать. Но он усиливает в 1000 раз, то есть на 60 дБ, поэтому будет легко работать любая звуковая плата с разрешением 16 бит, даже встроенная.
Конечно, нет.
Нет, у которого поменян знак мнимой части.
Добавлено через 7 минут(ы):
Охотно верю - второй вариант по сути эквивалентен добавлению резонатора в систему. В установившемся режиме LC генератора петлевое усиление на основной частоте в точности равно единице, поэтому можно вывести формулу его шумов, и она будет сильно похожа на Leeson-а.
Добавлено через 9 минут(ы):
Файл докачался, в осциллометре надо ставить "перекрестный спектр", он будет в первом окне, при этом есть два варианта второго.
Последний раз редактировалось vadim_d; 04.03.2011 в 00:04.
Эту тему просматривают: 2 (пользователей: 0 , гостей: 2)