Low noise Sinusgenerator 1 kHz

Vielleicht könnte das helfen:
http://www.janascard.cz/PDF/An%20ultra%20low%20distortion%20oscillator%20with%20THD%20below%20-140%20dB.pdf

http://www.ti.com/product/pcm1794a

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!

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.

Ultraschall?

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.