Hallo, hat jemand Ideen oder Literatur, wie man einen Sinusgenerator bauen könnte, der ein extrem geringes Phasenrauschen von weniger als -120 dBc/Hz im Abstand von 10 Hz zum Träger bei ca. 1 kHz aufweist, bauen könnte? Stickstoffkühlung wäre möglich. Vielen Dank für Eure Ideen und Eure Hilfe! Klaus
Vielleicht könnte das helfen: http://www.janascard.cz/PDF/An%20ultra%20low%20distortion%20oscillator%20with%20THD%20below%20-140%20dB.pdf
Allenfalls ein paar Worte zu was das ganze soll ? Irgendwann kommt die Konversion von Amplitudenrauschen zu Phasenrauschen, resp die Speisung drueckt rein.
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Hier https://linearaudio.nl/sites/linearaudio.net/files/Bateman%20EW%2007%202002%20test%20oscillator.pdf und hier http://www.linear.com/docs/4156 Seite 62 findest du bestimmt ein paar Anregungen. Arno
Für ein geringes Phasenrauschen wäre wohl der digitale Weg schon von Vorteil. Also eine Art DDS oder ggf. Sinustabelle und dann ein guter DAC dazu. Wegen der Artefakte vom DDS sollte man da wohl mit recht hoher Auflösung des DAC arbeiten. Auch ein variabler Takt und dann weniger Auflösung bei der Phase wäre ggf. noch eine Möglichkeit. So sonderlich hoch kommen mir die Anforderungen noch nicht vor.
Die Forderung von -120dBc bei 10Hz neben den 1kHz ist machbar. Nehmen wir einen Quarzoszillator von 10Mhz und teilen durch 10'000. Dann muesste der Quarz diese 120dB bei 100kHz neben den 10Mhz bringen. Ein Quarzoszillator bringt etwa solche Werte : -70dBc@1Hz -100dBc@10Hz -130dBc@100Hz -140dBc@1kHz Das bedeutet ein leichtes Spiel. Mit den 10Mhz einen DAC ansteuern. zB in einem DDS. Quantisierungsrauschen war nicht gefragt. Also zB einen AD9833
Wieder so eine verkappte Miltärforschung - pfui! Normale Halbleiter funktionieren bei Stickstofftemperaturen nicht mehr - also nutzlos!
Vom verstorbenen Jim Williams gibt es eine Applikation zum Test von 18 Bit ADCs mit Wienbrücken-Oszillator: http://www.linear.com/docs/40219 Test 18-bit ADCs with an ultrapure sine-wave oscillator
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Alexxx schrieb: > Wieder so eine verkappte Miltärforschung - pfui! > > Normale Halbleiter funktionieren bei Stickstofftemperaturen nicht mehr - > also nutzlos! Ne geht um Sensorik für die Medizintechnik. Wieso funktionieren Halbleiter bei niedrigen Temperaturen nicht mehr? Üblicherweise sind die Bauteile ja nur bis -70 °C oder so spezifiziert, aber habe gehört, dass OPs auch darunter funktionieren? Oh D. schrieb: > Eigentlich war nur low phasenoise gefragt. Vielen Dank schonmal für die ganzen Hinweise. Vieles davon hatte ich selber bereits ergooglet.. Leider geht es dort immer darum die Verzerrungen zu minimieren bzw. das THD. Mir geht es eher darum, was in unmittelbarer Nähe zum Signal los ist, sprich das Phasenrauschen ist dort in der Regel dominant und nicht das Grundrauschen der Elektronik. Falls noch jemand einen Artikel kennt, in dem es darum geht, wie man einen klassischen Oszillator möglicht phasenrauscharm hinbekommt, würde mich das interessieren. Ansonsten könnte ich mir vorstellen, dass man da schon ganz schön in die Trickkiste greifen muss. Den Ansatz über einen ordentlichen DAC werde ich mir nochmal ansehen. Vielleicht könnte man den Takt vorher nochmal über eine Highend-PLL jagen, um so noch was zu gewinnen?! штампф ден троль schrieb: > Die Forderung von -120dBc bei 10Hz neben den 1kHz ist machbar. Nehmen > wir einen Quarzoszillator von 10Mhz und teilen durch 10'000. Dann > muesste der Quarz diese 120dB bei 100kHz neben den 10Mhz bringen. > Ein Quarzoszillator bringt etwa solche Werte : > -70dBc@1Hz > -100dBc@10Hz > -130dBc@100Hz > -140dBc@1kHz Das ist ein guter Ansatz. Wenn das stimmt (ich denke schon, weil der Abfall des Rauschen sich ja immer auf eine Dekade bezieht), heißt das ja, dass der Quarz im Allgemeinen möglichst hochfrequent sein sollte?!
Die Qualität der Quarze hängt auch von der Frequenz ab. Von der Güte her werden die so im Bereich 5-10 MHz am besten. Es hängt aber auch von der Ausführung (Schnitt und Grundwelle/Oberwelle) ab. Für das Phasenrauschen hat eine hohe Frequenz und dann Teilen schon was für sich. Es gibt aber ggf. auch noch Fehler beim Teiler. Die Ansätze für kleine Phasenrauschen dürften bei 1 kHz ähnlich sein wie im HF-Bereich: Resonator mit hoher Güte, Genügend Energie im System und rauscharme Verstärkung. Bei 1 KHz sind aber Resonatoren hoher Güte selten - Quarze bei der Frequenz sind schon extrem groß und man braucht ein gutes Vakuum. Es gäbe da auch noch den Weg über Quarz - Teiler - Filter. Das Filter bestimmt wie viel von den Oberwellen drin bleiben. Für eine feste Frequenz wäre das vergleichsweise einfach.
Wo und wie in der Medizintechnik koennte ein solches phasenrausch und allenfalls oberwellenarmes Signal noetig sein ?
Oh D. schrieb: > Wo und wie in der Medizintechnik koennte ein solches phasenrausch und > allenfalls oberwellenarmes Signal noetig sein ? Bei Geräten für die Prüfung von Drogenkonsum oder Alkohol. Dort sind die Probanden ja selbst schon berauscht, so daß jedes Zusatzrauschen vermieden werden muß, um das Resultat nicht zu verfälschen. MfG Paul
@Klaus (gast): Möglicherweise hilft dir dieser Bericht weiter: http://www.amplifier.cd/Technische_Berichte/Amplifier_reiner_Sinus/Amplifier_reiner_Sinus.htm (die Schaltung kann man auf 1kHz abwandeln).
Oh D. schrieb: > Wo und wie in der Medizintechnik koennte ein solches phasenrausch und > allenfalls oberwellenarmes Signal noetig sein ? Rasterelektronenmikroskope brauchen an zwei Stellen sehr rauscharme Spannungserzeuger - teilweise auch in dem hier avisierten Frequenzbereich. Das Einfachste ist nach wie vor eine DDS mit sehr guter passiver Filterung. Das Beste hingegen ein geregelter analoger Schwingkreis mit entsprechend umschaltbaren Filtern hoher Güte, bei denen die Zielfrequenz leicht versetzt vom Resonanzpunkt liegt, also jeweils eine hohe Phasensteilheit vorliegt. Das ist aber nicht so einfach zu bauen.
Jürgen S. schrieb: > Das Einfachste ist nach wie vor eine DDS mit sehr guter passiver > Filterung. > Das Beste hingegen ein geregelter analoger Schwingkreis mit > entsprechend umschaltbaren Filtern hoher Güte, bei denen die > Zielfrequenz leicht versetzt vom Resonanzpunkt liegt, also jeweils eine > hohe Phasensteilheit vorliegt. Das ist aber nicht so einfach zu bauen. An passive Filterung habe ich auch schon gedacht. Wenn man aber wirklich komplett auf Operationsverstärker verzichten will ist man schnell bei großen Induktivitäten in dem niedrigen Frequenzbereich, welche relativ hohe ohmsche Verluste mit sich bringen, sprich eine geringe Güte haben. Gibt es noch andere Möglichkeiten ein steilflankiges, passives Filter aufzubauen? Ich habe immer nur so Standardschaltungen im Kopf, wie zum Beispiel eine T-Schaltung aus C-L-C ...
Für die passive Tiefpass Filterung hinter dem DDS muss die Güte nicht hoch sein und die Grenzfrequenz kann auch einiges höher (z.B. 100 kHz) liegen, wenn der DAC genügend schnell ist. Etwas anderes ist es mit einer Bandpassfilterung hinter einem DDS oder gar als frequenz-bestimmendes Element in einem anderen Generator da ist eine hohe Güte gewünscht bzw. essentiell. Es gibt im LF Bereich mechanische Elemente die hohe Güte haben können. Das ist aber i.A. relativ groß. Ich habe da man MEMS Resonatoren (immer noch über 10 mm) durch gemessen, die Güte konnte da bis im Bereich 100000 bis 1000000 liegen, braucht aber gutes Vakuum. Eine Alternative wären ggf. Laufzeitglieder (wohl eher akustisch als elektrisch).
ein DDS wird mit vielleicht 10, oder 20MHz angesteuert, und das sind dann auch die Stufen am Ausgang. Das Filter muss nur diese 10MHz wegmachen. Alles Langsamere ist perfekt.
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