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.
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.
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.
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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