Автор Тема: Измерения ФШ, метод ФАПЧ  (Прочитано 9709 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн sgk

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 812
Re: Измерения ФШ, метод ФАПЧ
« Ответ #30 : Февраль 27, 2023, 06:51:45 pm »
Программа рапортует про -8дБ/-14дБ макс сигнале (какое значение правильное?)
Правильное значение уровня -8,4 дБ по показаниям мультиметра. Опция СПМ (пересчёт к полосе 1 Гц) включена. Один из генераторов кварцевый, шумы меньше на 10 дБ или более.

Оффлайн sgk

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 812
Re: Измерения ФШ, метод ФАПЧ
« Ответ #31 : Февраль 27, 2023, 08:43:14 pm »
Тогда необходимая коррекция будет:
-11дБ -2.84дБ (коррекция на полосу БПФ, она немного менее 2Гц) - 6дБ = -19.84дБ
По Вашим данным коррекция -20 дБ.
 Рассуждал так:
Поправка на уровень сигнала 8 дБ, усиление -16 дБ и поправка на работу ФД -6 дБ. Поправка = -16 +8 -6 = -14 дБ.
На рисунке спектр сигнала и фазовые шумы синтезатора которые измерены методом прямого измерения спектра, поправка на уровень + 10 дБ, то есть увеличиваем шумы на 10 дБ. Данные сведены в таблицу.




Оффлайн UR3IQO

  • Newbie
  • *
  • Сообщений: 27
Re: Измерения ФШ, метод ФАПЧ
« Ответ #32 : Февраль 27, 2023, 09:27:40 pm »
На рисунке спектр сигнала и фазовые шумы синтезатора которые измерены методом прямого измерения спектра, поправка на уровень + 10 дБ, то есть увеличиваем шумы на 10 дБ
А откуда там -130 на отстройке в 1кГц при прямом замере? На верхнем графике полка на -130 и +10дБ коррекции = -120. Или Вы хотите сказать, что там АШ преобладают? Но форма на обоих графиках одинаковая и это наводит на мысль, что природа шума тоже одна и та же

Поправка на уровень сигнала 8 дБ, усиление -16 дБ и поправка на работу ФД -6 дБ. Поправка = -16 +8 -6 = -14 дБ.
Вы же усиление не переключали и оно одинаковое на спектре где биения и с замкнутой фапч, или я не правильно понял?

Кстати, я знак перепутал - уровень сигнала то -11дБ, значит к шуму нужно эти 11дБ добавить, а не вычесть!
И получится +11дБ - 2.84дБ - 6дБ = +2.16дБ (т.е. к показаниям добавить 2дБ). Теперь похоже на правду

Оффлайн sgk

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 812
Re: Измерения ФШ, метод ФАПЧ
« Ответ #33 : Февраль 27, 2023, 09:43:55 pm »
А откуда там -130 на отстройке в 1кГц при прямом замере? На верхнем графике полка на -130 и +10дБ коррекции = -120.
Полка -140 дБ. Смотрим спектр ФШ в нижнем окне.
Вы же усиление не переключали и оно одинаковое на спектре где биения и с замкнутой фапч, или я не правильно понял?
ФШ считаем от уровня сигнала. Уровень -8 дБ при измерении биений. Поэтому увеличиваем ФШ на 8 дБ, усиление 16 дБ, уменьшаем ФШ на 16 дБ и уменьшаем на поправку ФД 6 дБ. В итоге  +8 -16 -6 = 14 дБ. Уменьшаем уровень ФШ на спектре на -14 дБ, данные в таблице.
Теперь похоже на правду
Не похоже. Если увеличить ФШ на 2 дБ отстройке 10 кГц то получится -136 дБн/Гц. Игорь 2 измерял такой же синтезатор отстройке 10 кГц по своей мотодике в тракте приёмника получал -148 -150 дБн/Гц, я у него в гостях -146 -148 дБн/Гц и метод прямого измерения -150 дБн/Гц сейчас дома в Гурзуфе.
« Последнее редактирование: Февраль 27, 2023, 09:58:43 pm от sgk »

Оффлайн UR3IQO

  • Newbie
  • *
  • Сообщений: 27
Re: Измерения ФШ, метод ФАПЧ
« Ответ #34 : Февраль 27, 2023, 11:08:34 pm »
Полка -140 дБ. Смотрим спектр ФШ в нижнем окне.
Нужно бы прояснить математику относительно чего в нижнем окне нарисовано. И как тогда в верхнем -120 получается (а это не возможно подвергнуть сомнению)? Вы хотите сказать, что такой АШ прет? Нужно это как-то объяснить...
усиление 16 дБ, уменьшаем ФШ на 16 дБ
Если Вы усиление не переключаете (Вы ведь его не переключаете?) коррекция на него не нужна. Прочитайте еще раз соответствующий пункт из моего сообщения:
Итого требуемая коррекция:
-10*log10(Fs/Nfft*NENBW) - (Ку.макс - Ку.мин) - 6дБ
видите - там два усиления. Ку.макс когда усилитель включен в режим максимального усиления (для измерения), и второе Ку.мин, когда включено минимальное усиление (для калибровки). Если усиление не меняется, то тогда и разность равна 0 и коррекции на усиление нет.

У меня результаты с прямым замером неплохо совпадали в измерениях где прямой замер можно было применить

Оффлайн UR3IQO

  • Newbie
  • *
  • Сообщений: 27
Re: Измерения ФШ, метод ФАПЧ
« Ответ #35 : Февраль 27, 2023, 11:13:42 pm »
Игорь 2 измерял такой же синтезатор отстройке 10 кГц по своей мотодике в тракте приёмника получал -148 -150 дБн/Гц, я у него в гостях -146 -148 дБн/Гц и метод прямого измерения -150 дБн/Гц сейчас дома в Гурзуфе.
А если посмотреть на последнюю картинку получается -160дБн/Гц - всетаки 10дБ требуется добавить для нижнего спектра?

P.S. Если есть файл - можете прислать, посмотрю в матлабе

Оффлайн sgk

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 812
Re: Измерения ФШ, метод ФАПЧ
« Ответ #36 : Февраль 28, 2023, 06:21:47 am »
Нужно бы прояснить математику относительно чего в нижнем окне нарисовано. И как тогда в верхнем -120 получается (а это не возможно подвергнуть сомнению)? Вы хотите сказать, что такой АШ прет? Нужно это как-то объяснить...
Амплитудные шумы источника сигнала можно измерить выбрав режим измерения амплитудных шумов. На спектре, в нижнем окне фазовые шумы измеряемого сигнала. Применяю программу О. Я. Шмелёва "Осциллометр". Пояснение на рисунке. Разница в уровнях шумов между верхним и нижним окнами из-за разных типов отображения сигналов и шумов на спектрах. Настройки по рекомендации Автора программы.
« Последнее редактирование: Февраль 28, 2023, 07:33:31 am от sgk »

Оффлайн sgk

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 812
Re: Измерения ФШ, метод ФАПЧ
« Ответ #37 : Февраль 28, 2023, 06:58:32 am »
У меня результаты с прямым замером неплохо совпадали в измерениях где прямой замер можно было применить
Разобрал макет с синтезатором (выпаял смеситель и гетеродин для измерений) и сделал замеры ФШ двух кварцевых генераторов 65 МГц и на 38 кГц кварц ниже. Кварцы гармониковые,  в схеме небуферизованная логика. Генераторы собраны для сравниваем с Вашими измерениями методом ФАПЧ  опубликованными ранее. Цитата от Олега:
Цитировать
Результатом доволен - пожалуй это лучший генератор из всего, что я делал.
Оригинал сообщения по ссылке где показан спектр фазовых шумов генератора Олега
http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?5734-%D7%F2%EE-%EC%EE%E6%E5%F2-%E7%E2%F3%EA%EE%E2%E0%FF-%EA%E0%F0%F2%E0&p=1181138&viewfull=1#post1181138
Рисунок с измерением ФШ генератора 65 МГц по методике "прямое измерение спектра" прикреплён к сообщению. Данные о ФШ измеренные по разным методикам от Олега и мои в таблице.
« Последнее редактирование: Февраль 28, 2023, 08:03:49 am от sgk »

Оффлайн rtty

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 2221
Re: Измерения ФШ, метод ФАПЧ
« Ответ #38 : Февраль 28, 2023, 05:14:11 pm »
Это действительно уровень сигнала биений если отключить ФАПЧС и переключить усиление LNA, и он же на пару дБ меньше уровня перегрузки

Подразумевалось, что это регулировка соответствия цифр показаниям, а не регулировка уровня сигнала на входе АЦП.

На картинке-то этого не видно было, не попало в скрин или отключен был индикатор.
В какой-то из версий "спектро-лаба" по-моему "градусник" был для этой задачи.

Спасибо за уточнение, обычно по-умолчанию (без уточнений) под dBFS - подразумевается именно абсолютные значения макс.допустимого уровня.
А оказалось в калибровке термин "dBFS" используется как коррекция шкалы программы, чтобы считывать уровни шума непосредственно.
И реальный аппаратный -dBFS тоже важен, разумеется.


Для себя кратко так изложил:

- при отключенном фапч, переключаем усиление в меньшее положение, тон-палку настраиваем по уровню чувствительностью карты на -2дБ от абс. полной шкалы АЦП карты. (тут нужно быть уверенным, что программа именно это где-то показывает),
- убеждаемся, что явной компрессии в карте нет, по уровню гармоник основного тона-палки не хуже -30дБн.
- для считывания показания непосредственно в дБн/Гц делаем программную поправку в отображаемой шкале, по типу windowing, FFT, SR и др. данным - согласно формуле из методики Олега.
- включаем фапч и переводим усиление в положение "больше".


Оффлайн sgk

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 812
Re: Измерения ФШ, метод ФАПЧ
« Ответ #39 : Февраль 28, 2023, 07:18:32 pm »
P.S. Если есть файл - можете прислать, посмотрю в матлабе
Разбил архив на части. Файлы прикреплёны к сообщению. Продолжение в следующем сообщении.

Оффлайн sgk

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 812
Re: Измерения ФШ, метод ФАПЧ
« Ответ #40 : Февраль 28, 2023, 07:20:06 pm »
Продолжение, файлы архива. Записывал Спектраплюсом 1 канал 192 кГц 24 разряда. Архиватор Rar.
« Последнее редактирование: Февраль 28, 2023, 07:22:39 pm от sgk »

Оффлайн Егм

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 907
Re: Измерения ФШ, метод ФАПЧ
« Ответ #41 : Март 02, 2023, 08:18:34 pm »
Сделайте такое измерение и опубликуйте в ветке. Пока нет измерений, нет подтверждения о замене "дорогой" карты 16 разрядной.
Специально для любителя картинок(исходник.PNG фаза.PNG)
Поправка - -42.4 дБ итого -42.4 -102=-144 дБ в 1.5 больше реального ДД ЗК
96 дБ.
И немного математики
Как 142 дБ ужался до 96 дБ.
Метод ФАПЧ описывается формулой UFo=UF1*(UF1+90град).
В результате UFо в идеале становится равным 0 ,остаются только шумы .
По данным из моего « Ответ #20 : Вчера в 12:07:37 pm »
шум изменяется от 10е-6 до 0.01 или 80 дБ.
Чем меньше шумит измеряемый генератор тем меньше требования к динамике ЗК! ! !
При прямом замере нужно обрабатывать от 1 до  10е-6  или 120 дБ.

Заметка на полях
Если повнимательней глянуть на заголовок окна ФШ осцилометра
увидим к1*к1 90 град.(65 1r.PNG)
Точная копия формулы UFo=UF1*(UF1+90град).(Метод ФАПЧ)
Что Метод ФАПЧ делает внешним железом ,  осцилометр делает внутри математикой .
И чем хрен редьки слаще ?

Оффлайн rtty

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 2221
Re: Измерения ФШ, метод ФАПЧ
« Ответ #42 : Март 03, 2023, 11:50:55 am »
Что Метод ФАПЧ делает внешним железом ,  осцилометр делает внутри математикой .
И чем хрен редьки слаще ?

Делает, но считается, что метод фапч разгружает карту по ДД, там же мощного "тональника" измеряемого непосредственно на аудиочастотах нет как такового - когда фапч в синхронизации, разница частот генераторов нулевая, а сумма - не мешает (десятки-сотня МГц).

Больше методов, хороших и разных + досуг для радио-экспериментаторов.


Оффлайн sgk

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 812
Re: Измерения ФШ, метод ФАПЧ
« Ответ #43 : Март 03, 2023, 06:29:35 pm »
Больше методов, хороших и разных + досуг для радио-экспериментаторов.
Какие выводы можно сделать из проведенной работы о сравнении методов измерения?

Оффлайн rtty

  • Hero Member
  • *****
  • Сообщений: 2221
Re: Измерения ФШ, метод ФАПЧ
« Ответ #44 : Март 04, 2023, 01:28:22 pm »
Какие выводы можно сделать из проведенной работы о сравнении методов измерения?

Мне давно очевидно, что для р/л возможностей и задач оба метода позволяют делать хорошие относительные измерения на таких глубинах -дБн, которые лучше типовых требований к р/л аппаратуре. А главное - просто и относительно дешево.

Сергей, вам бы обобщающую статью о всем это написать, понятно изложенную и где-то опубликовать + послать в ж.Радио.
И даже с переводом в ARRL QEX! Закрыв глаза на все обиды к "коллективному западу" (с) НТВ, Россия-1.