Guten Abend, ich beschäftige mich mit einigen Kollegen mit physikalischen Experimenten, bei denen es erforderlich ist eine HF-Erregung über eine Leiterschleife (einige 100µm im Durchmesser) in eine Probe einzuprägen. Aktuell machen wir das mit Laborgeräten, die über dies hinaus natürlich noch jede Menge anderer Funktionen besitzen, die hier aber nicht zum Tragen kommen. Konkret wird der Frequenzbereich 2,5GHz - 3,5GHz durchfahren und direkt in die Leiterschleife und damit ein HF-Feld in die Probe eingeprägt. Da es sich um sehr kleine Leistungen handelt sind Fehlanpassungen nur bedingt ein Thema. Jetzt würden wir diesen Laboraufbau gern auf das Wesentliche sublimieren wollen, sprich eine HF-Quelle für genannten Frequenzbereich um die HF-Erregung zu gewähreleisten. Das Ganze soll auf ein GPSDO als Taktgeber aufgesetzt werden, um eine hohe Frequenzstabilität zu gewährleisten. Würdet ihr das noch mit einem DDS-Baustein aufbauen, hochmischen und filtern? Welche Schaltungskonzepte würdet ihr anwenden? Aufwand scheuen wir nicht, auch kein Lehrgeld, um das ein oder andere auszuprobieren LIebe Grüße, Kubi
Kubi schrieb: > Das Ganze soll auf ein GPSDO als > Taktgeber aufgesetzt werden, um eine hohe Frequenzstabilität zu > gewährleisten. Quarzgenauigkeit reicht nicht? Ist das denn überhaupt erforderlich, wenn gleichzeitig dies: > wird der Frequenzbereich 2,5GHz - 3,5GHz durchfahren und dies: > sind Fehlanpassungen nur > bedingt ein Thema. zutrifft? Wenn du nach Resonanzen in dem zu prüfenden Objekt suchst, könnte es einfacher sein, diesen Resonator als frequenzbestimmendes Teil eines Oszillators zu betreiben und dann die erzeugte Frequenz zu messen.
Quarzgenauigkeit reicht tatsächlich nicht, Gründe liegen in der Kalibrierung eines solchen Systems, deren Intervalle maximal sein sollen. Resonanzen werden nicht ausgelesen, die Idee mit dem DUT als Teil eines Oszillators funktioniert nicht. Es wird ein anderer Effekt analysiert, der aber eine Abhängigkeit zur HF-Anregung aufweist. Es wird nicht nur mit HF angeregt, sondern auch noch optisch mit fester Wellenlänge und Fluoreszenz auf einer anderen Wellenlänge ausgelesen. Fluoreszenz in Abhängigkeit der Anregefrequenz ist letztlich der Informationsgehalt der uns interessiert.
Wieviel Jitter verträgt die Messung? Einerseits GPSDO, andererseits so ein weiter Abstimmbereich, das wird nicht so einfach. Analog Devices hat einen sehr jitterarmen PLL-Baustein incl Oszillator, der ist hier drin verwendet: http://www.eisch-electronic.com/entwicklung/signalgenerator.html Datenblatt ADF4350 http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ADF4350.pdf war auch hier schon Thema Beitrag "ADF 4350 Frequenz-Synthesizer" Der Trick scheint zu sein, dass der VCO in vielen kleinen Stufen umgeschaltet wird, und die eigentliche Abstimmspannung nur einen geringen Frequenz-Teilbereich durchläuft. (Fig.20 auf Seite 12)
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Christoph K. schrieb: > Wieviel Jitter verträgt die Messung? Einerseits GPSDO, andererseits so > ein weiter Abstimmbereich, das wird nicht so einfach. Das versuchen wir derzeit noch zu definieren. Aber Frequenzschritte sollten bei <10Hz liegen und der Messbereich muss in kurzer Zeit durchfahren werden (250µs). Ich finde das auch sportlich, aber das ist die Wunschliste.
Kubi schrieb: > Frequenzschritte > sollten bei <10Hz liegen und der Messbereich muss in kurzer Zeit > durchfahren werden (250µs). Ich finde das auch sportlich, aber das ist > die Wunschliste. Das ist nicht sportlich, sondern mit Digitaltechnik schlicht unmöglich. Wenn du mit DDS 1GHz in 10Hz Sprüngen durchfahren willst, brauchst du 10**8 Abstimmwerte, und wenn das in 250µs geschehen soll, müsstest du mit 400GHz updaten. Das dürfte bis auf weiteres nicht möglich sein. Mit einem analogen Modulator ist das jedoch keine grosse Sache, aber dabei bleibt eben die Genauigkeit auf der Strecke. Vielleicht sollte sich dein Auftraggeber auch einmal Gedanken über die entstehende Bandbreite machen, wenn man mit 4THz/s abstimmt.
Brauchst du alle Werte oder suchst du njr ein opmtomum? Falls letzteres sehe ich noch eine Chance das digital aufzubauen.
GPSDO ist auch nichts anderes als ein Quarzoszillator, dessen Alterung mittels GPS/DCF77 kompensiert wird. Wenn es wirklich stabil sein soll, braucht es einen Rubidium zwischen dem Quarz und der Langzeitsynchronistaion. Damit hält sich dann auch das Phasenrauschen in Grenzen. Wie stabil muss die Ausgangsfreuenz bezüglich Pegel und Frequenz sein? Wenns einfach sein soll kannst auch einen YIG Oszillator nehmen. Allerdings ist der nicht frequenzstabil (so +/-5%). Dafür fährst Du den Frequenzbereich in ein paar ms durch. Wenn die Stromquellen sehr stabil sind, kannst die Frequenzkurve vorher aufnehmen und nacher korrigieren. Ist aber sicher nicht so genau wie eine DDS. Ist schon etwas älter aber gibt einen Einblick: http://www.heuermann.fh-aachen.de/files/download/diverse/Spektrumanalyse.pdf Beim 3 GHz FSP hat man seinerzeit den YIG eingespart und den Oszillator auf drei Bereiche aufgeteilt. RS hat auch einen eigenen DDS Chip entwickelt, weiss aber nicht ob die den am freien Markt verkaufen.
Man kann das auch so sehen: Der Wunschoszillator verweilt bei jeder Frequenz nur für 0,00075 Schwingungen...
Welche Alterativen gäbe es die Anforderungen aus Sicht der Schaltungstechnik zu entspannen? Ich denke da an das Arbeiten mit Spiegelfrequenzen, mit 3GHz als Spiegelachse. Das würde ggf. auch ein Hochmischen vereinfachen oder? Es wären keine Filter für die Spiegelfrequenzen erforderlich.
Schrittweite und Genauigkeit sind ja 2 verschiedene paar Schuhe. Das Du den Bereich stetig durchfahren willst hat wohl jeder verstanden. Nur wie GENAU musst Du die Frequenz nachher wirklich kennen? Kann man auch einen Grobdurchlauf und im wirklich interessanten Bereich einen Feindurchlauf fahren? Kann man mit mehreren Frequenzen gleichzeitig anregen und das Ergebnis auseinanderhalten? spannend hauspapa
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