Hallo,
ich habe mir einen OCXO mit 100 MHz zugelegt (AOCJY-100.000MHZ-E).
Nun habe ich mit einem Spectrumanalyser das Phasenrauschen gemessen, und
die Messwerte mit den Messwerten im Datenblatt verglichen.
Diese weichen extrem ab (siehe Anhang):
Meine Messwerte:
@ 1 kHz Offset: -67,65 dBc/Hz
@ 10 kHz Offset: -89,48 dBc/Hz
@ 20 kHz Offset: -104,8 dBc/Hz
@ 100 kHz Offset: -117,7 dBc/Hz
Messwerte aus dem Datenblatt des OCXO:
@ 1 kHz Offset: -145 dBc/Hz
@ 10 kHz Offset: -150 dBc/Hz
@ 100 kHz Offset: -150 dBc/Hz
Phasenrauschen des Spectrumanalysers aus Datenblatt:
@ 1 kHz Offset: -78 dBc/Hz
@ 10 kHz Offset: -90 dBc/Hz
@ 20 kHz Offset: -100 dBc/Hz
@ 100 kHz Offset: -118 dBc/Hz
Wie ich das verstanden habe, ist es klar, dass ich die Werte aus dem
OCXO nicht erreichen kann, da der Spectrumanalyser selbst nicht solche
Werte aufbringen kann, und somit die gemessenen Werte, dem
Phasenrauschen des Spektrumanalysers entspricht.
Nun was ich aber nicht verstehe, wieso ich die bei einem Offset von 1
kHz einen solch schlechten Wert messe. Für meine Anwendung des OCXO's
ist die Kurzzeitstabiliät von Bedeutung. Da im Phasenrauschen der
niedrige Offsetbereich aussagekräftig gegenüber der Kurzzeitstabilität
ist, bin ich von diesem schlechten Wert @10 kHz Offset enttäuscht.
Erwartet hätte ich hier das Phasenrauschen des Spectrumanalysators (-78
dBc), jedoch habe ich eine Abweichung von etwa 10 dB.
Nun ist meine Frage, woher kommt diese Abweichung? Hat das vll. mit
meinem PCB-Layout zu tun? Oder sind die Toleranzen des Spektrumanalysers
im niedrigen Offsetbereich etwas höher, so dass diese -67,65 dBc/Hz
tatsächlich dem Phasenrauschen des Spectrumanalysers entspricht?
Ueber Antworten wuerde ich mich sehr freuen.
Vielen Dank.
Du gehst gleich vom OCXO auf ein Kabel, resp auf zwei ? Wuerd ich nicht.
Das nennt sich dann Pulling. Aendern der Impedeanz fuehrt zu
Frequenzaenderungen. Und zwei Kabel ergeben sowieso keine 50 Ohm,
abgesehen davon, dass der OCXO auch keine 50 Ohm treiben kann. - Doch
kann er. Ich wuerd damit aber nicht grad auf ein (1) Kabel, erst ein
Buffer.
Bei 100 MHz ergeben sich immer irgendwelche reflexionen bei den
ueblichen Kabellaengen. Nach einem solchen Kabel auf eine nichtlineare
Eingangsstufe..
Als Spannungsregler wird ein LM317 oder so verwendet. Da wuerde ich bei
erhoehten Anforderungen was low-noise-igeres verwenden.
Und eine GND Plane hat's aber schon ? Irgendwie nicht. Der GND des OCXO
und aller verwendeter Caps muss natuerlich grad auf die GND Plane. Ohne
GND Plane ist bei 100MHz sowieso nichts. Wird zwingend benoetigt gegen
Einstrahulng und Abstrahlung.
Es ist schon klar dass irgendwelches Rauschen auf dem Steuereingang grad
in Phasenrauschen umgesetzt wird ?
Gerade die Festspannungsregler der 78xx-Familie stehen im Ruf, eine
relativ stark verrauschte Ausgangsspannung zu liefern. Bereits ein LM317
ist in dieser Hinsicht um etwa eine Größenordnung besser. Möglicherweise
ist es dieses Rauschen, das sich auf das Ausgangssignal des OCXO
aufmoduliert und dessen Phasenrauschen im trägernahen Bereich
verschlechtert. Versuche doch probehalber mal, anstatt über den 7805
ersatzweise aus einer Batterie oder einem Akkusatz einzuspeisen.
Im nächsten Layout solltest Du dann die Masseführung optimieren
(Sternpunkt vorsehen!) und zusätzliche Filtermaßnahmen für die
Versorgung des OCXO vorsehen - z.B wie hier beschrieben:
http://www.edn.com/electronics-blogs/the-practicing-instrumentation-engineer/4422750/Simple-circuits-reduce-regulator-noise-floor.
Oder D. schrieb:> Du gehst gleich vom OCXO auf ein Kabel, resp auf zwei ? Wuerd ich nicht.> Das nennt sich dann Pulling. Aendern der Impedeanz fuehrt zu> Frequenzaenderungen. Und zwei Kabel ergeben sowieso keine 50 Ohm,> abgesehen davon, dass der OCXO auch keine 50 Ohm treiben kann. - Doch> kann er. Ich wuerd damit aber nicht grad auf ein (1) Kabel, erst ein> Buffer.
Danke für den Hinweis.
Oder D. schrieb:> Als Spannungsregler wird ein LM317 oder so verwendet. Da wuerde ich bei> erhoehten Anforderungen was low-noise-igeres verwenden.
Ich habe den 7805 nur als erste Instanz fuer die Spannungsstabiliserung.
Nach dem 7805 folgt ein LP3878MR, um auf 3.3 V zu stabilisieren. Ist in
diesem Fall dennoch ein LM317 als erste Instanz nötig?
Oder D. schrieb:> Und eine GND Plane hat's aber schon ? Irgendwie nicht. Der GND des OCXO> und aller verwendeter Caps muss natuerlich grad auf die GND Plane. Ohne> GND Plane ist bei 100MHz sowieso nichts. Wird zwingend benoetigt gegen> Einstrahulng und Abstrahlung.
Hatte das extra so gemacht, da ich in dem Conner Winfield OCXO Layout
Guidelines (AN2093) gelesen hatte:
5.2 Ground
If a top level copper pour is used, it should cover as much of the board
as possible, including the spaces between devices and traces. EXCLUDE
THE AREA UNDER THE OCXO.
Heißt, ja da hab ich wohl einen kleinen Designfehler, da ich den Rest
nicht als GND Plane habe... Aber unter dem OCXO sollte keine GND plane
sein.
NewBee schrieb:> Nun was ich aber nicht verstehe, wieso ich die bei einem Offset von 1> kHz einen solch schlechten Wert messe.
schon mal dran gedacht, dass das Phasenrauschen Deines SAs viel
schlechter ist als der Oszillator und Du daher eher den SA misst als den
Oszillator ?
Wie ist denn das Phasenrauschen Deines SAs im Datenblatt spezifiziert ?
EMU
Die GND Plane wuerd ich direkt an die Pins des OCXO ran ziehen, speziell
an den GND Pin. Der OCXO will unten dran keinen GND wegen der
Waermeableitung. Mit einem Quardatzoll 35u Kupfer kann man 1Watt Waerme
abfuehren. Diese Waerme muesste man man dann zusaetlich heizen.
John D. schrieb:> Ja, hat er. Siehe allererstes Posting.
Aber scheinbar nicht richtig
Messung Spectrumanalyser
@ 1 kHz : -67,65 dBc/Hz @ 1 kHz : -78 dBc/Hz
@ 10 kHz : -89,48 dBc/Hz @ 10 kHz : -90 dBc/Hz
@ 20 kHz : -104,8 dBc/Hz @ 20 kHz : -100 dBc/Hz
@ 100 kHz : -117,7 dBc/Hz @ 100 kHz : -118 dBc/Hz
Aus dem Vergleich zwischen Messung und Datenblattwerten
des Spectrumanalyser ist für mich ganz klar dass hier
nur der Spectrumanalyser selbst gemessen wird, das
Phasenrauschen des Oszillators ist jwd unten.
Der kleine Einblick auf das Bild lässt nicht gerade ein
Gerät vermuten das geeignet wäre Quarzoszillatoren hoher
Güte zu vermessen.
Ich behaupte mal dass der Quarzoszillator kein dB schlechter
ist als das was er an Spezifikation zu bieten hat.
Aeh, bei 1kHz fehlen 10dB .. ist zB im Vibrations bereich.
Und ja, fuer routinemaessige Phasenrauschmessungen sollte man die low
phasenoise Variante des Spektrumanalyzers waehlen
Mitlesa schrieb:> @ 20 kHz : -104,8 dBc/Hz @ 20 kHz : -100 dBc/Hz
Mit diesem Wert hat man nachgewiesen dass der Spektrumanalyzer
an dieser Stelle um knapp 5 dB besser ist als seine Spezifikation.
aocjy_mesurment_lowQuality.png
(490 KB)
aocjy_pcb.png
(660 KB)
aocjy_schematic.png
(420 KB)
E4403B.png
(100 KB)
aocjy_datasheet.png
(92 KB)
