Hallo ich bin grad daran eine Schaltung aufzubauen welche ein Signal empfängt (Antenne, bzw direkte Einspeisung) dieses verstärkt, von 1 GHz auf 0Hz runtermischt und anschließend mit einem Tiefpassfilter auf 40 MHz begrenzt um es mit dem ADC sampeln zu können. Meine Aufgabe bei der ich nicht weiß wie man sie löst ist folgende: Ich möchte die Anzahl der Bits berechnen die ich durch die Rauschleistung verliere. Mein Ansatz ist soweit folgender, dass ich von einer bekannten Signalleistung ausgehe, diese mit einem LNA verstärke (von diesem sind Gain und Noise Figure bekannt) und anschließend um die Gainfaktoren meiner Verstärkerkette verstärke, da der größte Einfluss der Rauschleistung ja vom ersten Verstärker (LNA) abhängt. Der Verstärker vor dem ADC ist ein Variable-Gain-Amplifier (ADL5202) welcher differentielle Ausgänge besitzt die auf 150 Ohm angepasst sind. Im Datasheet ist eine empfohlene Anwenderschaltung drinnen (Anhang: Vorgeschlagene Schaltung) welche noch vor dem ADC verwendet werden soll. Der ADC welcher auch differentielle Eingänge hat und angeschlossen wird ist der AD9637. Der differentielle Eingangswiderstand beträgt 5.2k Ohm und die differentielle Eingangskapazität beträgt 3.5 pF. Da die empfohlene Schaltung relativ viele frequenzabhängige Bauteile hat bin ich mir nicht sicher wie ich die Simulation aufbauen soll, damit ich sehe ob der Frequenzgang annähernd bei 1 liegt wie er es sein soll. Grundsätzlich habe ich gedacht, dass ich eine Rauschleistung ermittle und dann mit dem ohmschen Gesetz über einen Widerstand an dem die Leistung anliegt auf die Spannung komme welche am ADC anliegt damit ich sehe wieviele Bits aufgrund der Rauschleistung verloren gehen. Da nun aber so viele frequenzabhängige Komponenten in der empfohlenen Schaltung vorhanden sind, habe ich keine Ahnung wie ich darauf komme, wie groß die Amplitude der Rauschspannung maximal ist. Durch meine Berechnung erhalte ich die Rauschleistung am Ausgang des letzten Verstärkers aber ich habe keine Ahnung wie ich diese in die Spannung umrechne welche dann tatsächlich anliegt (Zusammenhang der differentiellen Eingangswerte des ADCs und der empfohlenen Schaltung). Kann mir da jemand helfen? Wie rechnet man sonst aus wieviele Bits man aufgrund des Rauschens beim ADC verliert?
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Marc H. schrieb: > Kann mir da jemand helfen? Wie rechnet man sonst aus > wieviele Bits man aufgrund des Rauschens beim ADC verliert? Was gefällt Dir an der Antwort nicht, die ich Dir vor drei Tagen in "Analoge Elektronik und Schaltungstechnik" gegeben habe?
Du verlierst keine Bits -- du wählst die Verstärkung so, dass das nicht passiert ;) Warum hindern dich frequenzabhängige Bauteile am Aufbau einer Simulation? Simulationsprogramme simulieren dir auch den Frequenzgang mit. Die Gesamt-Rauschleistung ist dann das Integral über die Rauschleistungsdichte über das Band, was du misst. Als Überschlag kannst du aber auch in der Mitte des Bandes rechnen, das für das ganze Band annehmen und dann durch zwei teilen oder so, so wahnsinnig exakt wird das später sowieso alles nicht passen. Eine andere Sache die du bedenken solltest ist dass du mit einem einzelnen Mischer immer ein Upper und ein Lower Sideband hast, die du nicht mehr getrennt kriegst ... Bei 40 MSa/s ADCs sind nicht die ADCs das Problem, sondern die Elektronik, die das Signal dahinter erfasst -- hast du dir das schon überlegt? 40 MSa/s ist nicht gerade wenig, da brauchst du zumindest USB3 dafür, oder etwas noch komplizierteres wie GBit Ethernet oder PCIe, plus ein FPGA oder einen großen uC der die Schnittstelle und den ADC ansteuert. Das ist m.E. der größte Aufwand an so einem Projekt.
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Marc H. schrieb: > von 1 GHz > auf 0Hz runtermischt Das macht man nicht. Ausser mit der Spiegelfrequenz wirst du es mit dem 1/f-Rauschen und Popcorn zu tun bekommen.
Du hast gesagt, ich sollt es ins HF Forum posten da es hier besser passt. Hab im anderen Thread schon geantwortet! Danke (;
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Hallo, grundsätzlich gehe ich von einem Signal aus das 10e-8 Watt als Signalleistung hat wenn ich es empfange (bzw direkt anschließe um die Antenne zu simulieren). Die Rauschleistung wäre nach dem letzten Verstärker bei 2,4207 e-5 Watt. Der Verstärker hat aber 150 Ohm Ausgänge und ich bin mir nicht sicher wie ich auf einen Spannungswert komme da der differentielle Eingangswiderstand des angeschlossenen ADCs 5.2kOhm sind und die differentielle Eingangskapazität 3.5pF beträgt. Es hindert mich nicht (hab mich falsch ausgedrückt), jedoch bin ich mir nicht sicher wie ich den Aufbau gestalten soll. Kann ich als Eingangssignal einfach ne AC Quelle verwenden die bei AC+ und AC- auf 75 Ohm geht, anschließend auf 100nF Kondensatoren und direkt beim ADC anschließen oder muss ich das irgendwie anpassen? Es gibt ja empfohlene Schaltungen (Anhang ADC_Eingang) ,jedoch weiß ich nicht warum diese Werte verwendet werden und bevor ichs nicht verstehe übernehm ich es nicht. Das PCB Layout mach ich selber , es wird ein Xilinx FPGA Modul verwendet, ist also kein Problem von dem her. (bzw sollte keines sein von der Seite betrachtet). Freue mich über jede Antwort !!!
Marc H. schrieb: > von 1 GHz auf 0Hz runtermischt Die Gleichspannungspegel durch Offsetspannungen will man auch nicht gerade in der Verarbeitungskette drin haben. Normalerweise versucht man gerade, die 0Hz raus zu halten und treibt dafür Aufwand (z.B. Chopperstabilisierte Verstärker).
10e-8 = 1e-7, meinst du also 1e-8 oder 1e-7? Das thermische Rauschen am Eingang sind bei Zimmertemperatur -174 dBm/Hz, bei 40 MHz Bandbreite also -174 dBm + 76 dB = -98 dBm = -68 dBW ~= 1e-7 W. Wenn du also 1e-8 W Signal meinst, ist deine Rauschleistung über das gesamte Band schon zehnmal größer (was keinesfalls heißt, dass das Signal nicht detektierbar ist!), und darauf solltest du die Pegel auslegen, nicht auf die Signalleistung. Tatsächlich sind -98 dBm schon 8 uV pp. Mehr als 40 dB verstärken macht hier m.E. nicht viel Sinn.
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