משופר DAC שלב רעש המדידות לאפשר Ultralow שלב רעש DDS יישומים

AMR - DP 777 SE Dac ממיר דיגיטלי משולב פרה מנורות , דאק (יולי 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

משופר DAC שלב רעש המדידות לאפשר Ultralow שלב רעש DDS יישומים


ביישומי מכ"ם, רעש מופע הוא מדד ביצועים קריטי למערכות הדורשות הנחתה גבוהה של העומס. רעש הרעש הוא דאגה עבור כל מערכות הרדיו, אבל מכ"ם, בפרט, יכול לדרוש ביצועים רעש הרעש בתדירות קיזוזים הרבה יותר קרוב למוביל מאשר מערכת תקשורת.

מעצבי מערכות במערכות בעלות ביצועים גבוהים אלו יבחר מתנדים של רעש פאזה אולטראלוב והיעד של שרשראות האותות, מנקודת מבט של רעש, הוא להוסיף השפלה מינימלית לפרופיל רעש השלב מתנד. זה דורש מדידות רעש שיורית או תוסף שלב של מרכיבים מגוונים בשרשרת האות.

מוצרים חדשים שפורסמו במהדורה דיגיטלית גבוהה ל-אנלוגי (DACs) הם אטרקטיביים ביותר עבור הדור waveform ו יצירת תדר עבור כל LOs הדרושים בשלבי המרה תדר. מטרות המכ"ם, לעומת זאת, לאתגר את הביצועים רעש שלב DAC.

איור 1. שיפורים ברעש שלב AD9164.

במאמר זה, אנו מראים שיפורים שנמדדו מעל 10 dB ב 10 kHz offsets באמצעות D9 AD9164. איור 1 ממחיש את השיפור ואנו נדון כיצד התוצאות הושגו באמצעות שילוב של שתי הרגולטור אספקת החשמל ושיפורים הגדרת הבדיקה.

שלב רעש הגדרה

רעש שלב הוא מדד לחריגה במעבר אפס של אות תקופתי. שקול גל קוסינוס עם תנודות פאזה

רעש שלב נקבעת מצפיפות הספק הספקית של וריאציות הפאזה

במונחים לינאריים, רעש הפאזה החד צדדית מוגדר כ

רעש שלב מתבטא בדרך כלל ביחידות של dBc / Hz מתוך 10log (L (f)). בשלב זה, נתוני הרעש בשלב מתואמים בתדירויות היסט, יחסית למוביל ה- RF.

איור 2. שלב שלב רעש שיטת.

הגדרה נוספת חשובה לרעש פאזה היא רעש פאזה מוחלט לעומת רעש פאזה שיורי. רעש שלב מוחלט הוא רעש הפאזה הכולל שנמדד במערכת. רעש פאזה שיורית הוא רעש השלב המאפיין של המכשיר הנבדק. הבחנה זו הופכת קריטית במערכי הבדיקה ובמסגרת קביעת רמת הרעש ברמת הרעש במערכת.

DAC / DDS שלב רעש שיטות מדידה

הנתונים בסעיף זה ממחישים את הגדרות בדיקת רעש שלב DDS. עבור מדידות רעש שלב DAC, ההנחה היא ש- DAC משמש כחלק מתת-מערכת של סינתיסייזר דיגיטלי ישיר (DDS). DDS מיושם עם דפוס sinewave דיגיטלי ל- DAC שיכול להיות במעגל IC מונוליטי או FPGA או ASIC בתקשורת ל- DAC. בתכנון DDS המודרני, שגיאות השלב הדיגיטלי יכולות להיות הרבה פחות משגיאות ה- DAC, ומדידות הרעש בשלב DDS מוגבלות בדרך כלל על-ידי ביצועי ה- DAC.

תצורת הבדיקה הפשוטה והנפוצה ביותר מוצגת באיור 3. מקור השעון משמש עבור ה- DDS והפלט DDS מוזן למשתנה של רעש פאזה מסוג מתאם הצלב. זה קל ליישם מאז רק DDS אחת נדרשת. עם זאת, עם הגדרה זו הבדיקה אין שיטה לחלץ את תרומת מתנד להראות רק את הרעש שלב DDS.

איור 3. הגדרת רעש DDS מוחלטת כוללת בדיקת DDS וגם רעש DAC.

איור 4 מציג שתי שיטות שכיחות להסרת רעש פאזות המתנד מהמדידה, ומספקות מדידת רעש שיורית. החיסרון של המדידות הוא DACs נוספים נדרשים ההתקנה הבדיקה. עם זאת, היתרון הוא אינדיקציה טובה יותר של תרומת רעש שלב DAC שניתן ליישם בתקציבי ניתוח ברמת המערכת.

איור 4 א. מדידת רעש פאזה שיורית של DDS בשיטת גלאי הפאזה.

איור 4 א מציג את שיטת גלאי הפאזה. במקרה זה, שני DACs משמשים תרומת מתנד מחסר משני DUTs ב downconversion ל dc.

איור 4 ב. מדידת רעש פאזה שיורית של DDS בשיטת המתאם הצולבת.

איור 4 ב מראה שיטה באמצעות ניתוח שלב שלב מתאם רעש. במקרה זה, DDS2 ו- DDS3 משמשים לתרגום תרומת השעון ליציאות ה- LO של המדידה, תרומתם מוסרת באלגוריתמים המתאמים-מתואמים, ורעש השלב השיורי DDS1 מתקבל במדידה.

ספק כוח רעש תרומות

באנלוגיית רעש נמוכה ועיצוב RF, רעש אספקת החשמל הוא גורם ידוע שיש להתחשב בו. אדוה ספק כוח כי הוא מודולציה תקופתיים על המוביל RF ויוצר spurs על הספק RF ב offsets תדר שווה לתדר אדווה. רגולטור 1 / f רעש מודול גם על הספק RF ותורם לפרופיל רעש הפאזה. איור 5 ממחיש את העקרונות.

איור 5. אימפקט אספקת החשמל מאופנן על הספק RF.

תוצאות מדידות

במהלך החקירה של הביצועים האמיתיים של רעש שלב DAC, נבדקו הן תצורות הבדיקה והן ביצועי רעש הרגולטור.

לוח ההערכה הראשוני של DAC כלל את הרגולטור ADP1740 עבור המתח האנלוגי והשעון. צפיפויות ספקטרליות רעש הושוו עם הרגולטורים רעש ultralow שפורסמו לאחרונה ואת ADM7155 נבחר. איור 6 ממחיש את ההשוואה בין צפיפות הרעש כפי שמוצג בגליונות הנתונים של המוצר. שינוי אספקת החשמל היה רק ​​להשתמש ADM7155 עבור השעון AD9164 (סיכות נתונים VDD12_CLK) ואת המתח אנלוגי (נתונים גיליון סיכות VDD12A).

איור 6. השוואה של צפיפות רעש של הרגולטור. שים לב Y- ציר יחידות- ADM7155 הוא בסדר גודל השתפר.

לאחר מכן, נבחרו אפשרויות הגדרת הבדיקה עבור מדידות רעש פאזה שיורית. שיטת המתאם הצולבת נבחרה עם רודה ושוורץ FSWP בעיקר מתוך זמינות ונוחות. הגדרת הבדיקה המשמשת מוצגת באיור 7.

איור 7. הגדרות הבדיקה עבור מדידות רעש שלב AD9164.

איור 8. AD9164 800 MHz השוואות רעש שלב הפלט.

איור 8 הוא מדידה של שלושה מקרים. המדידה הראשונית של מועצת ההערכה שצולמה עם גישה מוחלטת לרעש פאזה מוצגת כעקומה האדומה. עקומת אור כחול הוא גם מדידה מוחלטת, אבל עם שיפור הרגולטור. העקומה הכחולה הכהה היא מדידת רעש פאזה שיורית הכוללת גם את שיפור הרגולטור.

המדידה מצביעה על שלושה אזורי הגבלה עיקריים במדידה הראשונית, שלא היו ברורים בתחילת החקירה. תדרים מתחת 1 קילוהרץ הוגבלו על ידי סגירת רעש של מקור השעון. תדרים מ -1 קילו-הרץ עד 100 קילו-הרץ הוגבלו על-ידי בחירת הרגולטור. תדרים מעל 100 קילוהרץ הוגבלו על ידי מקור השעון. הירידה החדה מעל 10 מגהרץ היא תרומת מקור השעון, שכן השעון שבו נעשה שימוש הוא מתנד קריסטל כפול כדי ליצור 6 גיגה-הרץ וה- roll-off הוא ממסנני ה- RF המשמשים בשלבי הכפל.

מדידות רעש שלב שיורית עם שיפור הרגולטור נלקחו בתדרים DAC נוספים וכמה מסוכמים בתרשים 9. השינויים היו כפולים על כמה לוחות הערכה וכל המקרים הראו את אותן תוצאות משופרת.

איור 9. AD9164 שיאים רעש רעש שלב עם שיפור הרגולציה רעש נמוכה.

משפחה של רגולטורים רעש ultralow עם צפיפות רעש דומה מוצג בטבלה 1. כפי שהוכח, ההשפעה על רעש שלב DAC הוא משמעותי אלה מומלץ גם עבור התחשבות עבור כל האזורים של מערכת RF הדורשים ביצועים אופטימליים רעש הרעש.

סיכום

בדיקת רעש פאזה נמסרה להגדרה הבסיסית, לרעש פאזה מוחלט לעומת שרידי פאזה, לבדיקות רעש שלב שלב DAC, ולתרומות רעש.

DAC שיפורים בשלב שלב הוכחו עבור כולל הן שיורית שלב בדיקות רעש שיטות הבחירה הרגולטור אופטימלי. התוצאה הסופית היא AD9164 עכשיו הוא Enabler עבור רעש שלב ultralow, יישומים מבוססי DDS כאשר המתח האנלוגי ומתח השעון מופעלים ממשפחת Analog Devices של הרגולטורים רעש נמוכה.

הפניות

ברגרון, ג'ראח. "ניתוח וניהול ההשפעה של רעש האספקה ​​והשעון להתעצבן במהירות רעש DAC במהירות גבוהה." דיאלוג אנלוגי, כרך א. 51, 2017.

קאלוסו, קלאודיו א., יאניק גרוסון ואנריקו רוביולה. "רעש שלב רעש משרעת ב- DDS". סימפוזיון בקרת תדר IEEE, 2012.

ג'יאמוהאן, אומש. "PowerSing GSPS או RF הדגימה ADCs, Switcher לעומת LDO." דיאלוג אנלוגי, כרך א. 50, 2016.

"הערה מוצר 11729B-1, שלב אפיון רעש של מתנדים מיקרוגל: שיטת גלאי שלב." אג 'ילנט, מאי 2007.

רידר, רוב. "תכנון ספקי כוח עבור ADC במהירות גבוהה." Analog Devices, Inc., 2012

חומות, וורן F. "קורלציה מתואמת שלב רעש מדידות." סימפוזיון בקרת תדר IEEE, 1992.


מאמרים בתעשייה הם סוג של תוכן המאפשר לשותפים בתעשייה לשתף חדשות שימושיות, הודעות וטכנולוגיה עם כל המעגלים על הקוראים בתוכן העריכה דרך היא לא מתאימה. כל מאמרים בתעשייה כפופים קפדנית הנחיות העריכה מתוך כוונה להציע לקוראים חדשות שימושיות, מומחיות טכנית, או סיפורים. נקודות המבט ודעות לידי ביטוי בתעשייה מאמרים הם אלה של השותף ולא בהכרח אלה של מעגלים על כל או סופרים שלה.