Polepszenie współczynnika szumów analizatora widma Czyli "myjemy podłogę" i z FSP robimy FSW ;)

Mój wiekowy R&S FSP dzielnie mi służy od jakiegoś czasu. Zasadniczo nic mu nie brakuje, ale do pomiaru słabiutkich sygnałów (na ten przykład pomiary NF małoszumnych przedwzmacniaczy) jednak ma za duże szumy własne. W naturze występowała wersja z przedwzmacniaczem (bodaj opcja B25 razem z tłumikiem elektronicznym) ale mój takowego nie posiada. Rewolucja w dziedzinie łączności bezprzewodowej powoduje że mamy unikalną szansę korzystać z elementów o jakich się nam przed laty nie śniło za cenę o której także się nam nie śniło. Czemu by tego nie wykorzystać? Szybko przeleciałem tabele Avago, Mini-circuits, AD, TI i LT. Wybór padł na GVA-123+ z Mini-Circuits. Płaska charakterystyka +/- 0,7 dB od 50 MHz do 8 GHz, ~16 dB wzmocnienia, 20 dB tłumienia odbicia dla wejścia i szumy w granicach 4 dB (trzeba pamiętać, że to wzmacniacz o paśmie 12 GHz i te 4 dB to naprawdę kosmos). Niestety minimalne zamówienie bezpośrednio z firmy to 20 szt. Nie mam tyle analizatorów Na ebay'u WA3IAC sprzedaje pojedyncze sztuki i pasujące płytki. No to zamówiłem żeby popróbować sił w układach szerokopasmowych. Tej płytki nie traktuję docelowo, ale wziąłem żeby uzyskać szybki efekt i sprawdzić czy to działa. Wysłał jakimś priorytetem i po tygodniu miałem na stole układy i płytki. Pogrzebałem w szafach i wyciągnąłem brakujące elementy i zmontowałem układ. Zasiliłem, sprawdziłem stabilność przy wiszącym wejściu i zaterminowanym i wrzuciłem na VNA. Tu wrócę do etapu grzebania w szafach. Mój niepokój wzbudziły kondensatory sprzęgające. M-C podaje wartość 1 nF. Dostępne MLCC nawet i 0402 mają nieprzyzwoicie nisko jakieś rezonanse - indukcyjność pasożytnicza daje znać. To wyszło na VNA. Wyników nie pokażę bo wstyd Sięgnąłem głębiej do szaf i znalazłem dawny zepsuty repeater GSM który kiedyś dostałem. To już jest jakiś dawca. W każdą stronę jest w nim łańcuch gain blocków więc wyciągnąłem kondensatory (a także dławik) o nieznanej wartości z pierwszego stopnia i zaaplikowałem do mojego układu. Efekt tochę lepszy, koło 5 GHz jakiś rezonans ale na początek może być. Kondensatory nie mają 1 nF, bo pasmo na dole słabe, ale nic to. Trochę marne tłumienie odbicia na wejściu, ale to pewnie przez FR4, niedopasowane złącza SMA do płytki.W docelowym układzie poprawię. Współczynniki wzmocnienia przeniosłem w formie tabelarycznej z VNA do analizatora widma (przez to sam analizator przelicz wynikowy poziom z uwzględnieniem podanych dla różnych częstotliwości współczynników). No to mierzymy co z tego wyszło. Wziąłem mały kawałek widma w koło 1 GHz z najwęższym filtrem FFT i najniższym poziomem szumów. Dodatkowo dałem uśrednianie z 25 pomiarów. Na początek stan wyjściowy. Założyłem terminator na wejście i efekt taki: Podłączyłem moje źródło szumów (cały czas bez przedwzmacniacza) i jego załączenie daje taki efekt: Ginie w szumach własnych. No to podłączamy preamp, załączone przeliczanie poziomów w/g podanych współczynników, wejście zaterminowane: Zobaczymy jak zareaguje na podłączenie źródła szumów (ENR ~16 dB). Tu już wyraźnie wzrasta. Sprawdzimy czy te dB prawdziwe. Generator na -120 dB i do wejścia wzmacniacza. Jest nieźle. W tej wersji przydatność kończy się gdzieś koło 4 GHz, potem jakiś rezonans (dławik?). Wersja docelowa powinna być zbudowana w obudowie, gniazda SMA ze szczeliną dostosowaną do wymiaru linii mikropaskowej, lepszy laminat no i koniecznie specjalne kondensatory sprzęgające. Niektórzy producenci się chwalą że ich kondensatory od 50 kHz do 40 GHz nie mają absolutnie żadnych rezonansów (magia) i do tego maja np. 100 nF. Dodatkowo zamiast XIX wiecznego 78M05 mającego 40 uV szumu coś co ma 1 uV. Wstępne rozpoznanie wypada pozytywnie, troszkę dopracować i będzie dużo lepiej niż mam teraz. Paweł P.S. Przepraszam za jakość zrzutów. Jak dałem w pełnej wielkości, to u mnie forum je obcięło z prawej strony. Jak by co to jest 10 dB na działkę.

  PRZEJDŹ NA FORUM