Jak zaprojektować wykrywacz poziomu fali sinusoidalnej 1-500 MHz na -90dBm?

Chcę zbudować detektor poziomu fali sinusoidalnej, który działa dla pojedynczej fali sinusoidalnej 1-500 MHz w zakresie od -40dBm do -90dBm. To projekt hobbystyczny - więc koszt nie jest dużą przeszkodą :-), ale chcę pozostać poniżej 2W i mniej więcej wielkości pudełka zapałek.

Moja pierwsza próba działa dobrze tylko do -75dBm, więc potrzebuję pomocy w zaprojektowaniu lepszego obwodu, aby dostać się do -90dBm. Jaki jest najlepszy sposób zaprojektowania obwodu do tego celu?

TŁO

Pierwsza próba projektu jest tutaj:

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Mój łańcuch sygnałów jest taki:

SMA> ADG918 (przełącznik) -> MAX2611 (LNA) -> MAX2611 (LNA) -> AD8363 (wykrywacz poziomu) -> przetwornik A / C

Pierwszy przełącznik może wybrać sygnał odniesienia o znanej amplitudzie do kalibracji. Dwa LNA mają zysk około 20dB. Absolutna dokładność nie jest ważna - wszystko można skalibrować, o ile obwód jest względnie stabilny.

Wyniki pierwszego projektu:

<graph>

Wiem, że walczę z hałasem 1 / f i hałasem termicznym, ale jaki jest dobry projekt, który może osiągnąć pomiary do -90dBm?

Aktualizacja

Wiem teraz, że hałas termiczny stawia podłogę nad poziomem docelowym dla szerokiego pasma 500 MHz, więc wymagany jest inny obwód (tak jak Andy aka wyjaśnia w swojej odpowiedzi poniżej).

System „zna” częstotliwość, którą należy zmierzyć, i jest dość czysty ton tej dokładnej częstotliwości w systemie przy -10dBm.

Idealna odpowiedź wskazałaby przykładowe kluczowe części i naszkicowała przybliżony schemat blokowy.

rf high-frequency detector noisefloor

— Rolf Ostergaard
źródło

Czy wiesz, jakiej częstotliwości próbujesz zmierzyć moc? Moją pierwszą myślą było zaprojektowanie odbiornika skalowanego 1-500 MHz, który pozwoliłby na zwiększenie wzmocnienia systemu bez martwienia się o oscylacje.

— rfdave

Obwód powinien być w stanie zmierzyć poziom dowolnej częstotliwości w zakresie - tak naprawdę chcę zejść tak nisko, jak to możliwe, ale nie więcej niż 500 MHz.

— Rolf Ostergaard

Jasne, ale w tym zakresie, kiedy próbujesz zmierzyć moc sygnału, czy wiesz, na jakiej częstotliwości jest sygnał?

— rfdave

Dave, tak, w systemie jest również sygnał o dokładnie takiej samej częstotliwości.

— Rolf Ostergaard

$\mu$

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

$\Delta F$

W każdym razie 20uV i 50 omów daje moc 8 pico watów, a to jest -81dBm.

Nie dostaniesz -90dBm bez dostrojenia obwodu w celu odrzucenia szumu w obszarach, które Cię nie interesują. A może rozważ jakąś formę chłodzenia?

— Andy aka
źródło

Tak, zdałem sobie sprawę, że - teraz pytanie brzmi: jaki jest wtedy najlepszy sposób?

— Rolf Ostergaard

@RolfOstergaard czy znasz częstotliwość fali sinusoidalnej, którą jesteś zainteresowany, tj. Czy możesz z grubsza ograniczyć zakres, aby zredukować hałas. Jeśli nie znasz częstotliwości, być może nadal możesz ograniczyć pasmo, ale zamiatać, dopóki go nie znajdziesz? Skąd będziesz wiedział, kiedy go znajdziesz, jeśli nie znasz jego częstotliwości? Potrzebuję więcej informacji, aby sprawdzić, czy można to rozwiązać.

— Andy aka

W systemie jest już dźwięk o tej samej częstotliwości. Metoda zamiatania działałaby, ponieważ wiadomo, że wszystkie inne czyste tony mają mniejszą amplitudę.

— Rolf Ostergaard

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

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

Dzięki. Rozumiem pomysł, ale czy możesz być bardziej szczegółowy? Powiedzmy, że tonem odniesienia jest -10dBm, gdzie umieściłbyś stopnie wzmocnienia? Czy możesz zasugerować odpowiedni mikser, który da dobre wyniki? (mini-obwody itp. są w porządku)

— Rolf Ostergaard