-90 dBm को 1-500MHz साइन वेव लेवल डिटेक्टर कैसे डिज़ाइन करें?

Question

मैं साइन-वेव लेवल डिटेक्टर बनाना चाहता हूं जो कि -40dBm से -90dBm की रेंज में सिंगल 1-500MHz साइन वेव के लिए काम करता है। यह एक शौक परियोजना है - इसलिए लागत एक बड़ी बाधा नहीं है :-), लेकिन मैं 2W से नीचे रहना चाहता हूं और मोटे तौर पर माचिस का आकार।

मेरा पहला प्रयास -75 dBm तक ही सही काम करता है, इसलिए मुझे -90 dBm प्राप्त करने के लिए एक बेहतर सर्किट डिजाइन करने के लिए कुछ मदद चाहिए। ऐसा करने के लिए सर्किट डिजाइन करने का सबसे अच्छा तरीका क्या है?

पृष्ठभूमि

एक डिजाइन में पहला प्रयास यहाँ है:

मेरी सिग्नल श्रृंखला इस प्रकार है:

SMA> ADG918 (स्विच) -> MAX2611 (LNA) -> MAX2611 (LNA) -> AD8363 (स्तर डिटेक्टर) -> A / D कनवर्टर

पहला स्विच अंशांकन के लिए एक ज्ञात आयाम के संदर्भ संकेत का चयन कर सकता है। दो LNA के लगभग 20dB लाभ हैं। पूर्ण सटीकता महत्वपूर्ण नहीं है - जब तक सर्किट अपेक्षाकृत स्थिर रहता है, तब तक इसे सभी अंशों से दूर किया जा सकता है।

पहले डिजाइन से परिणाम:

मुझे पता है कि मैं 1 / f शोर और थर्मल शोर से लड़ रहा हूं, लेकिन एक अच्छा डिज़ाइन क्या है जो -90 dBm तक माप प्राप्त कर सकता है?

अपडेट करें

मुझे पता है कि थर्मल शोर 500 मेगाहर्ट्ज चौड़े बैंड के लिए लक्ष्य के ऊपर शोर मंजिल को रखता है, इसलिए एक अलग सर्किट की आवश्यकता होती है (ठीक उसी तरह जैसे एंडी उर्फ ​​अपने जवाब में बताते हैं)।

प्रणाली को मापने के लिए आवृत्ति "जानता है" और -10 dBm में सिस्टम में उस सटीक आवृत्ति का काफी शुद्ध स्वर है।

एक सटीक उत्तर उदाहरण के प्रमुख भागों को इंगित करेगा और एक मोटा ब्लॉक आरेख बाहर स्केच करेगा।

Comments

क्या आप जानते हैं कि आप किस आवृत्ति की शक्ति को मापने की कोशिश कर रहे हैं? मेरा पहला विचार 1-500 मेगाहर्ट्ज के कैलिब्रेटेड रिसीवर को डिजाइन करना है, जो आपको दोलन के बारे में चिंता किए बिना सिस्टम में अधिक लाभ जोड़ने की अनुमति देगा।

— rfdave

सर्किट रेंज में किसी भी आवृत्ति के स्तर को मापने में सक्षम होना चाहिए - वास्तव में मैं जितना संभव हो उतना कम जाना चाहता हूं, लेकिन 500 मेगाहर्ट्ज से अधिक नहीं।

— रॉल्फ ओस्टेगार्ड

ज़रूर, लेकिन उस सीमा में, जब आप सिग्नल की शक्ति को मापने की कोशिश कर रहे हैं, तो क्या आप जानते हैं कि सिग्नल किस आवृत्ति पर है?

— rfdave

डेव, हाँ सिस्टम में मौजूद सटीक समान आवृत्ति का भी संकेत है।

— रॉल्फ ओस्टेगार्ड

Answer 1

50 ओम पर 500MHz की बैंडविड्थ के लिए थर्मल शोर 20degC पर लगभग 20 _ m वी है। आप इस कैलकुलेटर के साथ इसे दोबारा देख सकते हैं लेकिन लंबे हाथ की विधि है: -$\mu$

$V_n = \sqrt{4\cdot K_B\cdot T\cdot R\cdot \Delta F}$

Where Kb is Boltzmann's constant, T is temperature, R is 50 ohms and $\Delta F$ is 500MHz

Anyway 20uV and 50 ohms gives a power of 8 pico watts and this is -81dBm.

You won't get -90dBm without making the circuit tuned to reject noise in areas you are not interested in. Or maybe consider some form of refridgeration?

Comments

Yes I realized that - now the question is: What is the best way to do this then?

— Rolf Ostergaard

@RolfOstergaard do you know the frequency of the sinewave you are interested in i.e. can you roughly band limit the range to reduce noise. If you don't know the frequency then maybe you can still band limit but sweep until you find it? How will you know when you find it if you don't know its frequency? I need more information to see if it's solvable.

— Andy aka

There is a tone of the exact same frequency present in the system already. And the sweep method would work as all other pure tones are known to be at a lower amplitude.

— Rolf Ostergaard

@RolfOstergaard If you have a reference tone then I wouldn't hesitate to use "it" and a 90deg version to do I and Q demodulation via mixers - you'll generate two dc signals representing the in-phase and quadrature phase wrt to your reference (call them I and Q). Then it's $\sqrt{I^2+Q^2}$ to get the RMS of your unknown amplitude.

— Andy aka

Thanks. I get the idea, but can you be more specific? Say the reference tone is -10dBm, where would you put the gain stages? Can you suggest a suitable mixer that will output okay? (mini-circuits etc. is okay)

— Rolf Ostergaard