超低底噪的矢量网络分析仪，卡在哪里了？

2020echo · 发表于 2021-9-17 09:56:14

想自己做一台底噪为-120db的矢量网络分析仪，1GHz以下频段的。

但网上都说，一般只能到-90db，为啥啊？

hhxb · 发表于 2021-9-17 10:03:26

一般只能到-90db 当然是钱不够，你投几个亿定制一套芯片

2020echo · 发表于 2021-9-17 10:05:59

hhxb 发表于 2021-9-17 10:03
一般只能到-90db 当然是钱不够，你投几个亿定制一套芯片

别说玩笑话了，我是诚心想请教。

keysight可以到-140db

kitten · 发表于 2021-9-17 10:23:53

2020echo 发表于 2021-9-17 10:05
别说玩笑话了，我是诚心想请教。

keysight可以到-140db

keysight几十年的经验积累闹着玩呢？

hhxb · 发表于 2021-9-17 11:34:41

高档的仪器里面有定制的芯片，有自己的专利。
rigol的示波器都开始自己定制芯片

2020echo · 发表于 2021-9-17 11:55:59

hhxb 发表于 2021-9-17 11:34
高档的仪器里面有定制的芯片，有自己的专利。
rigol的示波器都开始自己定制芯片 ...

如果现在购买现成的芯片，能不能做到-120db呢？ 1GHz以内。

mrf245 · 发表于 2021-9-17 12:01:38

楼主说说计划的方案
想要底噪小首先RBW要调低，这是共识问题。你看到的是德-140应该是RBW最小时候（例如10HZ或1HZ）水平。这时扫描速度你几乎不可能接受。毫无实时性可言。
要说的是在1KHZ或300HZ这种中等RBW，不同档次扫描速度会不一样，例如ZVL和PROTEK A333同样在RBW=1K，底噪水平接近，但ZVL扫描实时性高很多。

2020echo · 发表于 2021-9-17 12:07:43

mrf245 发表于 2021-9-17 12:01
楼主说说计划的方案
想要底噪小首先RBW要调低，这是共识问题。你看到的是德-140应该是RBW最小时候（例如10H ...

是的，我不追求实时性，10Hz, 1KHz，都能接受。

有没有啥参考方案？要用哪些芯片啊？

hhxb · 发表于 2021-9-17 12:08:28

2020echo 发表于 2021-9-17 11:55
如果现在购买现成的芯片，能不能做到-120db呢？ 1GHz以内。

你看看国产的机器能做到什么水平，这个就应该是不限售芯片的上限了

gzhuli · 发表于 2021-9-17 12:10:24

其实底噪跟芯片没啥关系，跟滤波器关系比较大。

2020echo · 发表于 2021-9-17 12:14:41

gzhuli 发表于 2021-9-17 12:10
其实底噪跟芯片没啥关系，跟滤波器关系比较大。

网分内部的滤波器，是腔体滤波器，还是LC滤波器？

gzhuli · 发表于 2021-9-17 12:26:22

2020echo 发表于 2021-9-17 12:14
网分内部的滤波器，是腔体滤波器，还是LC滤波器？

腔体 + 晶体。

2020echo · 发表于 2021-9-17 13:34:12

gzhuli 发表于 2021-9-17 12:26
腔体 + 晶体。

金属腔体滤波器吗？这么高端。。。。

mrf245 · 发表于 2021-9-17 13:44:21

本帖最后由 mrf245 于 2021-9-17 13:50 编辑

2020echo 发表于 2021-9-17 13:34
金属腔体滤波器吗？这么高端。。。。

未必，我手里的矢网射频部分比较简单，就是1次变频接收机结构。没有使用腔体滤波器。RBW调节应该是在软件里进行的。-130dBm的底噪在不追求实时性时候可以轻松达到
你可以研究一下HP835X系列 PNA矢网的维修手册，PNA是高性能矢网的意思，比ENA 经济型矢网设计性能要更优。看看人家的射频架构。射频通道没有你想象的复杂。
还有一种集成频谱和矢网的仪器，例如HP4195，能找到全套设计和维修资料的，虽然年头很老了，但基本架构摆在那里，也可以参考一下。
一定要接受底噪低，应该考虑频谱分析仪的接收机通道设计结构。
这是我的矢网测一个滤波器组合的结果。勉强能接受的扫描速度，-122结果轻松获得。

1a2b3c · 发表于 2021-9-17 14:34:52

楼主厉害了，自己做，

2020echo · 发表于 2021-9-17 14:59:40

mrf245 发表于 2021-9-17 13:44
未必，我手里的矢网射频部分比较简单，就是1次变频接收机结构。没有使用腔体滤波器。RBW调节应该是在软件 ...

谢谢！

为什么频谱仪的接收机通道的底噪，会比网络分析仪的要好？

什么原理？

gzhuli · 发表于 2021-9-17 15:19:40

2020echo 发表于 2021-9-17 14:59
谢谢！

为什么频谱仪的接收机通道的底噪，会比网络分析仪的要好？

比较新的VNA大多采用PCB微带滤波器和数字中频技术，底噪指标差一些，但整体成本和调试难度可以降低很多。

就像高位万用表以前老式的都是积分ADC，现在6位半都直接上Sigma-Delta ADC了。

2020echo · 发表于 2021-9-17 15:22:02

gzhuli 发表于 2021-9-17 15:19
比较新的VNA大多采用PCB微带滤波器和数字中频技术，底噪指标差一些，但整体成本和调试难度可以降低很多。 ...

喔，那我们追求低噪的网分，你有没有什么开源方案之类的？

1GHz频段之下就可以了，按理说，应该不是很复杂吧。

1a2b3c · 发表于 2021-9-17 15:38:23

2020echo 发表于 2021-9-17 15:22
喔，那我们追求低噪的网分，你有没有什么开源方案之类的？

1GHz频段之下就可以了，按理说，应该不是很复 ...

个人认为，就凭你这样的回复，你要么根本不懂不懂得网分怎么回事，要么就是凭一时雄心壮志，而且还靠开源资料来做这么专业的玩意。
1G以下，可以包含N多实际的工程设备了，放20年前来看的话，比如简单的每个人都看得见摸得着的东西，2G手机！
以上尖酸刻薄的话，听了别怄：）

mrf245 · 发表于 2021-9-17 15:44:38

2020echo 发表于 2021-9-17 15:22
喔，那我们追求低噪的网分，你有没有什么开源方案之类的？

1GHz频段之下就可以了，按理说，应该不是很复 ...

接收机底噪 PN PN = 10lg(KTW) ＋ NF

其中:

K：波尔兹曼常数，= 1.38×10-23 J/K

T：开氏温度，常温为 290 K

W：信号带宽

NF：接收机噪声系数

1、关于热噪声的频谱密度,理解为1Hz带宽内的底噪,则为10lg(KTW)=10(1.38×10-23 J/K*290 K*1Hz)= -203.9772292dBW =-173.9772292dBm≈-174dBm

即热噪声的频谱密度约为-174dBm。

综上所述，在接收机带宽确定情况下，噪音只能低到某个理论值。在这个理论值基础上，改进器件和设计，降低增加的噪声。
不明白楼主一味追求低底噪矢网的目的是什么？

2020echo · 发表于 2021-9-17 15:54:01

mrf245 发表于 2021-9-17 15:44
接收机底噪 PN PN = 10lg(KTW) ＋ NF

其中:

感谢，中频带宽10KHz的时候，理论底噪是不是-134db左右？

mrf245 · 发表于 2021-9-17 17:03:15

2020echo 发表于 2021-9-17 15:54
感谢，中频带宽10KHz的时候，理论底噪是不是-134db左右？

按公式计算即可。

h572 · 发表于 2021-9-17 21:50:09

底噪是底噪，单位是绝对值，比如-120dBm(0.2uV rms)；
动态是动态，单位是相对量，比如120dB动态；

网分S21要做120DB动态，简单点，就是发射功率大点，接收灵敏度可以低点都没问题。
不过你能将端口回损降低到30dB或者是40dB，那就相当的不错了。

2020echo · 发表于 2021-9-18 07:54:27

h572 发表于 2021-9-17 21:50
底噪是底噪，单位是绝对值，比如-120dBm(0.2uV rms)；
动态是动态，单位是相对量，比如120dB动态；

谢谢，请问什么是端口回损啊？

这个难点，又是卡在哪里？

mrf245 · 发表于 2021-9-18 10:44:29

楼主说说造这个矢网的目的是什么吧。
感觉楼主对很多基础知识不太了解。

h572 · 发表于 2021-9-18 11:17:44

同意楼上的观点！

dreampet · 发表于 2021-9-18 11:34:54

零基础就敢做网分，厉害??

gzhuli · 发表于 2021-9-18 11:36:58

1G以内业余用途NanoVNA也基本够用了，预算够的话再配一台二手CMU200，比你啥都不懂还自己DIY靠谱多了。

如果专业用途就更加没理由DIY了。

1a2b3c · 发表于 2021-9-18 12:53:11

关键是还一来就要做到业内顶尖，甚至是超过现有专业设备，
我的确理解不到

超低底噪的矢量网络分析仪，卡在哪里了？

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