Das Messen des Phasenrauschens stellt an den SA umso mehr Anforderungen
je weniger Deine Quelle (Phasen-) rauscht. Und so nach dem ersten
Dafürhalten auf Grund Deiner Messung ist das Signal schon recht "rein".
Du musst also rausholen was geht. Den Attenuator des SA hast Du schon
auf 0dB gestellt, also geht es nur noch über ein möglichst kleine RBW.
Und - wie bereits gesagt - die Sweeptime herraufsetzen bis das "uncal"
verschwindet. Damit der Sweep schneller geht, kann man dann noch den
Span auf z.B. 40KHz heruntersetzen, denn bei einem "reinen" Signal ist
man jenseits der 20KHz ohnehin bald auf dem Level der Baseline des SA.
Eine andere Möglichkeit besteht im Heraufregeln der Amplitude des
Signals, sofern das bei Deiner Quelle möglich ist, denn die Amplitude
der Seitenbänder ist ja abhängig von der Amplitude des Carriers. Wie
Ralf jedoch richtig bemerkte, muss man dabei beachten, dass man deutlich
unterhalb des 1dB Compression-Punktes des ersten Mischers entfernt
bleibt. Dieser liegt in der Regel so im Bereich 0 bis 3dBm. Mit -10dBm
oder -5dBm Signalamplitude bist Du auf der sicheren Seite. Man kann es
aber auch ausprobieren. Die Intermodulationsprodukte ergeben dann
einzelne zusätzliche Spektrallinien, die vorher nicht da waren. Aber in
jedem Fall ist Vorsicht geboten, dass man die Mischerdioden nicht
überlastet und zerstört, denn bei 0 dB Attenuator gelangt das
Eingangssignal ja ungeschwächt auf den Mischer (das Manual macht über
die zulässige Amplitude eine eindeutige Aussage).
Sofern Du das alles richtig einstellst, sollte sich dann eine Ansicht
analog Bild 1 ergeben. Es zeigt den typischen "Fuß" des Phasenrauschens
auf dem der Carrier steht. Die Quelle ist ein recht sauberer
Signalgenerator von Agilent (E4421B). Die eingestellte Amplitude ist
-10dBm. Zur Kontrolle habe ich dann die Amplitude auf 0dBm erhöht und
siehe die Amplitude des "Fußes" erhöht sich ebenfalls um diesen Wert
(Bild 2).
Da das Phasenrauschen in dBc/Hz bezogen auf einen bestimmten Abstand vom
Carrier angegegeben (üblich 10KHz) wird, muss man die gemessene
Amplitude von -102.2dBm noch umrechnen:
Ph = Am - 10 * log(RBW * 1.2) + 2.5dB - Ac
mit
Am = gemessene Amplitude, hier im Abstand 10KHz vom Carrier
10 * log(RBW * 1.2) = Umrechnung auf die Bandbreite 1Hz
2.5 dB = interner Korrekturfaktor
Ac = Amplitude des Carriers
Die Korrekturfaktoren 1.2 und 2.5 sind abhängig vom SA, hier die für die
Agilent SA, ist aber auch für andere Geräte genau genug.
Eingesetzt ergibt sich:
Ph = -102.2 - 10 * log(30 * 1.2) + 2.5 - 10 = -105.4 dBc/Hz.
Komfortabler gehts mit folgender freier Software, hier erhält man direkt
das gewünschte Diagramm:
http://www.ke5fx.com/gpib/pn.htm
Hier gibt es auch Links zu weiterführender Literatur. Das Bild 3 zeigt
das Ergebnis. Für 10KHz ergeben sich -106 dBc/Hz.
Einige SA haben auch ein komplettes internes Messprogramm, so der meine
(Advantest 3267). Das Bild 4 zeigt das Ergebnis. Hier ergeben sich
-107.6 dBc/Hz. Alle drei Messmethoden führen also mehr oder weniger zu
dem gleichen Wert.
Gruß Dieter
Oszillator_200MHz.png
(12 KB)
