Wie entwerfe ich einen 1-500-MHz-Sinuswellenpegeldetektor mit -90 dBm?

Ich möchte einen Sinuswellenpegeldetektor bauen, der für eine einzelne Sinuswelle von 1-500 MHz im Bereich von -40 dBm bis -90 dBm funktioniert. Dies ist ein Hobbyprojekt - daher sind die Kosten kein großes Hindernis :-), aber ich möchte unter 2 W bleiben und ungefähr die Größe einer Streichholzschachtel haben.

Mein erster Versuch funktioniert nur bis zu -75 dBm, daher brauche ich Hilfe, um eine bessere Schaltung für -90 dBm zu entwickeln. Was ist der beste Weg, um eine Schaltung dafür zu entwerfen?

HINTERGRUND

Der erste Versuch eines Entwurfs ist hier:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Meine Signalkette ist wie folgt:

SMA> ADG918 (Schalter) -> MAX2611 (LNA) -> MAX2611 (LNA) -> AD8363 ( Pegeldetektor ) -> A / D-Wandler

Der erste Schalter kann ein Referenzsignal mit bekannter Amplitude zur Kalibrierung auswählen. Die beiden LNAs haben jeweils eine Verstärkung von ca. 20 dB. Absolute Genauigkeit ist nicht wichtig - alles kann wegkalibriert werden, solange die Schaltung relativ stabil ist.

Ergebnisse aus dem ersten Entwurf:

<graph>

Ich weiß, dass ich gegen 1 / f-Rauschen und thermisches Rauschen kämpfe, aber was ist ein gutes Design, das Messungen bis zu -90 dBm erreichen kann?

Aktualisieren

Ich weiß jetzt, dass durch thermisches Rauschen das Grundrauschen für ein 500-MHz-Breitband über dem Ziel liegt, sodass eine andere Schaltung erforderlich ist (genau wie Andy aka in seiner Antwort unten erklärt).

Das System "kennt" die zu messende Frequenz und es gibt einen ziemlich reinen Ton dieser exakten Frequenz im System bei -10 dBm.

Eine perfekte Antwort würde beispielhafte Schlüsselteile aufzeigen und ein grobes Blockdiagramm skizzieren.

rf high-frequency detector noisefloor

— Rolf Ostergaard
quelle

Wissen Sie, auf welcher Frequenz Sie die Leistung messen möchten? Mein erster Gedanke ist, einen kalibrierten Empfänger mit 1 bis 500 MHz zu entwickeln, mit dem Sie dem System mehr Verstärkung hinzufügen können, ohne sich um Schwingungen sorgen zu müssen.

— Rfdave

Die Schaltung sollte in der Lage sein, den Pegel jeder Frequenz im Bereich zu messen - eigentlich möchte ich so niedrig wie möglich gehen, aber nicht höher als 500 MHz.

— Rolf Ostergaard

Sicher, aber in diesem Bereich wissen Sie, wenn Sie versuchen, die Leistung eines Signals zu messen, auf welcher Frequenz das Signal liegt?

— Rfdave

Dave, ja, es gibt auch ein Signal mit genau der gleichen Frequenz im System.

— Rolf Ostergaard

$\mu$

$V_n = \sqrt{4\cdot K_B\cdot T\cdot R\cdot \Delta F}$

$\Delta F$

Auf jeden Fall ergeben 20 uV und 50 Ohm eine Leistung von 8 Pico Watt und dies ist -81 dBm.

Sie erhalten keine -90 dBm, ohne die Schaltung so einzustellen, dass Rauschen in Bereichen, an denen Sie nicht interessiert sind, unterdrückt wird. Oder ziehen Sie eine Kühlung in Betracht?

— Andy aka
quelle

Ja, das habe ich erkannt - jetzt lautet die Frage: Was ist dann der beste Weg, dies zu tun?

— Rolf Ostergaard

@RolfOstergaard Kennen Sie die Frequenz der Sinuswelle, an der Sie interessiert sind? Können Sie den Bereich grob bandbegrenzen, um das Rauschen zu reduzieren? Wenn Sie die Frequenz nicht kennen, können Sie vielleicht noch eine Bandbegrenzung vornehmen, aber fegen, bis Sie sie finden? Woher wissen Sie, wann Sie es finden, wenn Sie die Häufigkeit nicht kennen? Ich benötige weitere Informationen, um festzustellen, ob es lösbar ist.

— Andy aka

Im System ist bereits ein Ton mit genau der gleichen Frequenz vorhanden. Und die Sweep-Methode würde funktionieren, da bekannt ist, dass alle anderen reinen Töne eine niedrigere Amplitude haben.

— Rolf Ostergaard

\sqrt{I^{2} + Q^{2}}

$\sqrt{I^2+Q^2}$

Vielen Dank. Ich habe die Idee, aber können Sie genauer sein? Angenommen, der Referenzton ist -10 dBm. Wo würden Sie die Verstärkungsstufen einstellen? Können Sie einen geeigneten Mischer vorschlagen, der in Ordnung ist? (Mini-Circuits etc. ist okay)

— Rolf Ostergaard