VFO (5,0 - 5,5 MHz) : Seitenband Rausch-Messungen mit dem 5202 kHz Quarzfilter(b= 2,8kHz):

 

Mit dem Sperrbereich des Filters wird der VFO-Träger unterdrückt. Dies ist notwendig, um den Spektrumanalysator bei den großen Pegelunterschieden, zwischen Träger und Seitenbandrauschen, nicht zu übersteuern. Im Durchlaßbereich des Filters kann dann das Seitenbandrauschen gemessen werden.

 

Bildbeschreibung:

 

 

B1: Zweistufiges-Quarzfilter mit Schirmgehäuse und BNC-Anschlußbuchsen fertig aufgebaut.

 

 

B2: Unteransicht mit den Anpaßübertragern und den Keramik-C-Trimmern für Resonanzabgleich. In der Mitte ist die Verbindung zwischen den beiden Quarzfiltern sichtbar.

 

 

B3: Unteransicht: Die Abschirmungen von den IN-OUT-Übertragern verlaufen zur Mitte hin schräg, damit die  Kapazitive-Kopplung IN-OUT möglichst klein ist. Die Abdeckung in der Mitte wurde an die obere Massefläche verbunden, was die IN-OUT-Entkopplung und somit die Weitabselektion weiter  verbesserte(Bild B6). Die Löcher für den C-Trimmer-Abgleich wurden nach dem Abgleich zugelötet.

 

 

B4: Gemeinsames Messen und Kalibrieren des Quarzfilters mit dem Vorverstärker. Um den SNA-1 nicht zu übersteuern, bzw. zu gefährden wurden 2x20dB_ATT vorgeschaltet.

Der Vorverstärker alleine besitzt eine Verstärkung von +30dB, sein Rauschmaß ist 0,8dB(bei 50 Ohm Abschluß). Er hat als Eingangsverstärker eine J-FET-Kaskadenschaltung(2xJ-310) und einen 20dB/50 Ohm Verstärker-IC( NE 520 ).

 

 

B5: Quarzfilter-Durchlaßkurve bis -100dB.

 

 

B6: Messung der Weitabselektion von -125dB(ohne Vorverstärker). Diese  Qualität konnte nur durch die spezielle Anordnung der Schirmungen mit geschlitzten Masseflächen erreicht werden(Bild B3)!!!!

 

 

B7: Vorverstärker und Quarzfilter sollten auf Grund meiner Erfahrung unbedingt gemeinsam kalibriert werden, da ihre IN-OUT-Impedanzen ja nicht exakt  50 Ohm betragen und sich somit bei getrennter Messung und anschließender dB-Addition Fehler ergeben können.

Die gemeinsame Verstärkung beträgt bei 5203,00 kHz  +28,0 dB(bei 50 Ohm Abschluß) Bei dieser Messung wurden 2x20dB +1x10dB = 50dB-ATT vorgeschaltet.

 

 

B8: Vom unterdrückten VFO-Träger auf 5205,00kHz(Sperrbereich), ist nun im

Durchlaßbereich des Filters das Oszillator-Seitenbandrauschen zu sehen und in 2kHz Abstand auf der kalibrierten Frequenz von 5203,0kHz der Messwert abzulesen:  -120,8dBm.

 

 

B9: Vom Eigenrauschen(Noiseflor) des gesamten Meßaufbaus kann im Sperrbereich des Filters der Messwert abgelesen werden: -138,8dBm.

 

 

B10: Messwert des unterdrückten Trägers im Sperrbereich: ca. -62dBm.

 

 

B11: Auswertung der Messergebnisse für das Seitenbandrauschen des VFO in 2kHz-Abstand, unter Berücksichtigung der entsprechenden Korrekturwerte(Siehe auch Einleitung):

 

Das VFO-Seitenbandrauschen(2kHz): -151,3 dBc/Hz

 

Eigenrauschen(Noisefloor): -173,3 dBc/Hz

Mit einem Rauschmaß von nur 0,8 dB für den Vorverstärker, ist dieser Wert glaubwürdig und gleichzeitig eine Kontrolle, daß der Meßaufbau und die verwendeten Korrekturfaktoren ihre Richtigkeit haben!

(-174dBc/Hz – 0,8dB =  -173,2dBc/Hz)

 

Träger-Unterdrückung(Carrier-Suppression):  Abschwächung auf -88,2 dBm

Obwohl der VFO-Träger mit Pin= -0,2 dBm eingespeist, und incl. dem Filter(Sperrbereich) auch noch um +32,0 dB verstärkt(kein 50 Ohm Abschluß) wird, tritt er in 2kHz Abstand nur mehr mit einem Pegel von -88,2 dBm in Erscheinung, womit er keine Gefahr mehr für eine Übersteuerung darstellt! Dies entspricht einer Abschwächung von 120 dB, in nur 2kHz Abstand !!!

 

Da bei den Messwerten des Eigenrauschens und bei der Trägerunterdrückung das Quarzfilter in Sperrichtung betrieben wird, muß bei diesen Messungen mit der Leerlaufverstärkung(+32dB) des Vorverstärkers incl. Filter  gerechnet werden.

 

 

ROTE- Kurve: Oszillatorrauschen direkt gemessen mit dem Quarzfilter(VFO noch teilweise mit den Keramik-Rohrkondensatoren, etc.siehe Einleitung). Die waagrechte 1 - 100kHz  f-Skala(Abszissenachse) gibt den jeweiligen Meßabstand zum unterdrückten VFO-Träger an.

LILA-Kurve: Messung über das Reziproke-Mischen im RX(VFO noch mit den Keramik-Rohrkondensatoren, etc.: Siehe Einleitung) Noch keine 3dB-ATT zwischen Mixer und Roofingfilter. Der Meßträger ist ein sehr rauscharmer Quarzoszillator auf fe = 3.600kHz mit Pout = 0dBm, der mit einer Eichleitung definiert abgeschwächt werden kann.. Die waagrechte 1 -100kHz  f-Skala(Abszissenachse) gibt den jeweiligen Meßabstand zum Meßträger an.

Vergleich: ROTER- mit LILA-Kurve. Diese Differenz ist vor allem durch die Durchgangsdämpfung der Vorkreise und 1.Mixer gegeben(Noch keine 3dB-ATT zwischen Mixer und Roofingfilter). Die Differenz zB bei 10kHz f-Abstand zum Träger beträgt 6,0dB und somit stimmt auch hier dieser Zusammenhang ziemlich genau!

Die direkte Messung des Seitenbandrauschens ergibt immer bessere Werte, als bei der Messung am Umweg über das Reziproke-Mischen, da durch die Vorkreisdämpfung, Mischerverluste, Roofingfilter, etc. die Empfindlichkeit und somit die Noise-Dynamik herabgesetzt wird!