Hallo zusammen,
ich habe eventuell ein Verständnisproblem mit der Grenzempfindlichkeit.
Ich möchte den Dynamikumfang eines Verstärkers ermitteln. Für das
Vorhaben benötige ich aber die Grenzempfindlichkeit P0,mds, bei der das
eigentliche Signal aus dem die Grundwelle aus dem Rauschen heraustritt.
Habe dazu auch Abbildungen angehangen. Als Spectrumanalysator dient ein
FSH8 von Rohde und Schwarz.
Laut Literatur ist die Grenzempfindlichkeit P0,mds = k x To x B x G x F
,
wobei k die Boltzmannkonstante, To Raumtemp in Kelvin, G die Verstärkung
des Verstärkers und F der Rauschfaktor ist.
Im Aufbau ist zu sehen, dass vor dem Verstärker ein TP sitzt mit 800 MHz
Grenzfrequenz. Daher wird die Bandbreite B mit 800 MHz angenommen.
Zur Vereinfachung kann für k x To = -174 dBm angenommen wertden.
Der verstärker besitzt eine Verstärkung von 18 dB und ein rauschmaß von
1,5 dB.
Zudem lag der 1 dB-Kompressionspunkt des Verstärkers bei 3 dBm.
Setzt man nun die Werte in die Grenzempfindlichkeit ein, so erhält man
P0,mds = -174 dBm + 10xlog(800MHz) + 1,5 dB + 18 dB = - 65,5 dBm
Daraus lässt sich der Dynamikumfang mit 68,5 dB bestimmen.
Daher meine Frage, ob die Vorgehensweise richtig ist ?
Wenn man nun versucht das mit einem Spektrumanalysator zu messen, dann
kann man den Rauschteppich entsprechend der Auflösung RBW und VBW
"verschieben".
Ich hoffe ich konnte mein problem einigermaßen vermitteln.
Sitze gerade an meiner BA und bin wirklich dankbar für jede Hilfe !
Naja welche Anwendung benötigt 800MHz Bandbreite?
Die Grenzempfindlichkeit wird sinnvoll, wenn man die Bandbreite des
gefilterten Signales direkt vor dem Demodulator betrachtet. Das können
bei analogen Fernsehen 5MHz sein bei NF je nach Anwendung 3-15KHZ sein.
Für den nutzbaren Dynamikbereich würde ich nicht den 1db
Kompressionspunkt nehmen, sondern den intermodulationsfreien
Dynamikbereich ansetzen. Dabei ist die obere Grenze dort bei der die
Intermodulationen eines Zweitonsignales gerade aus dem Rauschteppich
heraus grabbelt.
Ralph Berres
Hallo Ralph, erst einmal vielen Dank für deine Antwort und Zeit !
Ich möchte auf jeden Fall den Dynamikumfang und den verzerrungsfreien
Dynamikumfang bestimmen.
Meine Frage ist eigentlich, wie bringe ich die Grenzempfindlichkeit
P0,mds und die Messung zueinander ? Denn wo das Signal aus dem
Rauschteppich "grabbelt", kann ich ja mit den Auflösungs- und
Videobandbreiten bestimmen/einstellen. Die Grenzempfindlichkeit
beinhaltet in der Berechnung aber diese beiden Größen nicht, oder ?
Achja das Projekt befasst sich mit der Kompensation von Verlusten an 4
auf 1 Empfangscombinern mit kaskadierten Wilkinsonstrukturen nach Cohn.
Brian schrieb:> Ich möchte auf jeden Fall den Dynamikumfang und den verzerrungsfreien> Dynamikumfang bestimmen.
Der ist nun mal direkt abhängig von der genutzten Bandbreite des
Basisbandsignales. Siehe Berechnung des Grundrauschens.
Eine gute Größe da Bandbreitenunabhängig ist die Rauschzahl. Also das
Verhältnis vorhandenes Rauschen gegenüber das Rauschen eines
Widerstandes dessen Größe der Systemimpedanz entspricht, bei gegebener
Temperatur meist 23° Celsius.
Was ist bei dir Po und MDS?
was die obere Grenze des Dynamikbereiches betrifft, Google mal unter
Interceptpunkt dritter Ordnung und Intermodulationen dritter Ordnung.
Das sind meist die limitierende Größen sobald mehr als 1 Signal im
Spiele ist. ( also auch modulierte Signale ).
Ralph Berres
Hi, Brian,
die AGC, die Automatic Gain Control in der HF oder ZF stört die Messung
des intermodulationsfreien Dynamikbereiches.
Ich war bei Messungen dabei, bei denen die AGC ausgeschaltet und die
Verstärkung "festgeklemmt" war.
Auch bei Messungen, bei denen die AGC durch gepulste Messsignale
überlistet wurde - wie bei der Schwarzschulter im alten TV bestimmte der
Puls die Stellung der AGC, und zwischen den Pulsen wurde gemessen,
während die Klemmspannung an der AGC noch absank.
Ralph hat Recht, der 1dB-Compression Point taugt nicht zur Bestimmung
der Linearität, denn erstens stören die IM-Produkte 3. Ordnung den
Empfang schon vorher - und zweitens braucht das Management von Qualität
und Reklamation gerichtsfest reporoduzierbare Einstellungen am Device
under Test.
Ich vermute, bei R&S oder Keysight wird es passende
Applikationsschriften geben, wie der intermodulationsfreie
Dynamikbereich mit dem Spektrum Analyzer gemessen werden kann.
Ciao
Wolfgang Horn
Wolfgang H. schrieb:> wie der intermodulationsfreie> Dynamikbereich mit dem Spektrum Analyzer gemessen werden kann.
Hallo Wolfgang
Ein Spektrum Analyzer alleine reicht dafür aber nicht, und hilft auch
nicht weiter..
Man braucht für die IM3 Messung 2 Signalgeneratoren mit ausreichend
Pegel, ein Combiner welches die beiden Signalgeneratoren an den
Ausgängen in der Form zusammenschaltet, das diese ausreichend
voneinander entkoppelt sind sonst produzieren die Endstufen der
Signalgeneratoren nämlich IM3, welches nicht vom DUT stammt. Die
Frequenzen der beiden Generatoren unterscheiden sich um 2KHz wenn man
die InKanal IM3 Werte haben will und um ca 30KHz wenn man die IM3
Produkte die sich außerhalb der Demodulatorbandbreite bilden. Gemessen
wird einfach mit einen NF Effektivvoltmeter am NF Ausgang.
Man kann die Signalgeneratoren über ein Stern-Widerstandnetzwerk (
3*16,666 Ohm im Stern ) zusammenschalten, jedoch muss dann der
Ausgangsabschwächer mindestens 30db Dämpfung haben.
In diesem Falle benötigt man dann hinter dem Combiner ein Verstärker der
bei dem gewünschten maximalen Messpegel am Ausgang mindestens 100db IM3
Abstand hat. Das ist in der Regel ein Verstärker der Leistungen im
Wattbereich kann und entsprechend gering ausgesteuert wird. Damit geht
man dann auf den Empfängereingang.
Am Empfänger beobachtet man dann auf der IM3 Frequenz und dreht die
Pegel der beiden Signalgeneratoren solange auf, bis das IM3 Produkt aus
dem Rauschen kommt und der NF Pegel ( bei AM oder SSB ) sich um 3db
gegenüber dem reinen Rauschen erhöht hat. Dann misst man den HF Pegel am
Empfängereingang und hat den oberen Wert des intermodulationsfreien
Dynamibereiches.
Ob der Brian die nötigen Messmittel hat?
Ralph Berres
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