Comment concevoir un détecteur de niveau d'onde sinusoïdale 1-500MHz à -90dBm?

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Je veux construire un détecteur de niveau d'onde sinusoïdale qui fonctionne pour une seule onde sinusoïdale 1-500 MHz dans la plage de -40 dBm à -90 dBm. Ceci est un projet de loisir - donc le coût n'est pas un gros obstacle :-), mais je veux rester en dessous de 2W et de la taille d'une boîte d'allumettes.

Ma première tentative ne fonctionne bien que jusqu'à -75 dBm, j'ai donc besoin d'aide pour concevoir un meilleur circuit pour atteindre -90 dBm. Quelle est la meilleure façon de concevoir un circuit pour ce faire?

CONTEXTE

La première tentative de conception est ici:

entrez la description de l'image ici

Ma chaîne de signal est comme ceci:

SMA> ADG918 (interrupteur) -> MAX2611 (LNA) -> MAX2611 (LNA) -> AD8363 (détecteur de niveau) -> Convertisseur A / N

Le premier commutateur peut sélectionner un signal de référence d'une amplitude connue pour l'étalonnage. Les deux LNA ont chacun un gain d'environ 20 dB. La précision absolue n'est pas importante - tout peut être étalonné tant que le circuit est relativement stable.

Résultats de la première conception:

<graphique>

Je sais que je lutte contre le bruit 1 / f et le bruit thermique, mais quelle est une bonne conception qui peut atteindre des mesures jusqu'à -90 dBm?

Mettre à jour

Je sais maintenant que le bruit thermique place le bruit de fond au-dessus de la cible pour une bande large de 500 MHz, donc un circuit différent est nécessaire (tout comme Andy aka l'explique dans sa réponse ci-dessous).

Le système "connaît" la fréquence à mesurer et il y a une tonalité assez pure de cette fréquence exacte dans le système à -10 dBm.

Une réponse parfaite indiquerait des exemples de pièces clés et esquisserait un schéma fonctionnel approximatif.

Rolf Ostergaard
la source
Savez-vous de quelle fréquence vous essayez de mesurer la puissance? Ma première pensée est de concevoir un récepteur calibré 1-500 MHz, qui vous permettrait d'ajouter plus de gain au système sans vous soucier des oscillations.
rfdave
Le circuit devrait être capable de mesurer le niveau de n'importe quelle fréquence dans la gamme - en fait, je veux aller aussi bas que possible, mais pas plus haut que 500 MHz.
Rolf Ostergaard
Bien sûr, mais dans cette plage, lorsque vous essayez de mesurer la puissance d'un signal, savez-vous à quelle fréquence se trouve le signal?
rfdave
Dave, oui, il y a aussi un signal de la même fréquence exacte dans le système.
Rolf Ostergaard

Réponses:

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μ

Vn=4KBTRΔF

ΔF

Quoi qu'il en soit 20uV et 50 ohms donne une puissance de 8 pico watts et c'est -81dBm.

Vous n'obtiendrez pas -90 dBm sans que le circuit soit réglé pour rejeter le bruit dans les zones qui ne vous intéressent pas. Ou peut-être envisager une forme de réfrigération?

Andy aka
la source
Oui, j'ai réalisé que - maintenant la question est: Quelle est la meilleure façon de le faire alors?
Rolf Ostergaard
@RolfOstergaard connaissez-vous la fréquence de l'onde sinusoïdale qui vous intéresse, c'est-à-dire pouvez-vous grossièrement limiter la plage pour réduire le bruit. Si vous ne connaissez pas la fréquence, vous pouvez peut-être toujours limiter la bande mais balayer jusqu'à ce que vous la trouviez? Comment saurez-vous quand vous le trouverez si vous ne connaissez pas sa fréquence? J'ai besoin de plus d'informations pour voir si elle est résoluble.
Andy aka
Il y a déjà un ton de la même fréquence exacte dans le système. Et la méthode de balayage fonctionnerait car tous les autres tons purs sont connus pour être à une amplitude inférieure.
Rolf Ostergaard
I2+Q2
Merci. Je comprends l'idée, mais pouvez-vous être plus précis? Disons que la tonalité de référence est -10 dBm, où mettriez-vous les étages de gain? Pouvez-vous suggérer un mélangeur approprié qui produira un son correct? (mini-circuits, etc., ça va)
Rolf Ostergaard