使用ADI的RF DAC制作高端无线军用干扰机
雪馒头 2021-2-5 无线电

我的计划是这样的。

我需要开发一个无线干扰机,工作的频率范围是:3-18ghz,瞬时带宽是:1.5Ghz

可以通过上位机来设置频率范围,信号功率大小。

上面是核心指标。

具体实现,有多种方案,看后文。我使用下面一些核心的芯片。

频率源使用的是:lmx2595  这款芯片支持 65Mhz-20ghz的频率范围,并且支持扫频(这不是重点,只是附加功能)。

混频器有多个选择,这里选 LTC5553,性能足够。

下面是重点了。

一种是使用频率源 + DDS 

DDS芯片是AD9915,价格合适,并且支持最高1.4GHz的频率捷变,用来实现扫频,及大范围频率干扰。

如果要干扰高达1ghz的频段范围的压制性干扰,这种方案刚好够用,而且价格不贵。

性能方面,主要是AD9915能够在1秒内,实现高达1GHz范围的扫频,扫频的间隔和斜率,只需要配置好芯片的寄存器即可

第二种是使用频率源 + RF DAC

DAC使用ADI的AD9161,支持多大100个载波,最小载波和最大载波的范围达到1.7GHz,RF频率直接DC到6ghz,指标足够。

下面是DAC的指标描述:

AD9161是一款高性能11位数模转换器(DAC),支持最高达6 GSPS的数据速率。DAC内核基于一个四通道开关结构配合2倍插值滤波器,使DAC的有效更新速率在某些模式下高达12 GSPS。高动态范围和带宽使这些DAC非常适合最苛刻的高速射频(RF)DAC应用。

在基带模式下,元件的宽带宽能力和高动态范围相结合,在最小两个载波至最大1.794 GHz的满量程频谱范围内可支持DOCSIS 3.1电缆基础设施兼容性。2倍插值滤波器(FIR85)使AD9161/AD9162针对较低数据速率和转换器时钟进行配置,可降低系统总体功耗和滤波要求。在Mix-Mode™ 操作模式中,AD9161/ AD9162可在高达7.5 GHz的二阶和三阶奈奎斯特区内重构RF载波,同时仍保持出色的动态范围。输出电流可以在8 mA至38.76 mA范围内进行编程。AD9161/AD9162数据接口由最多八个JESD204B串行器/解串器(SERDES)通道组成,可对其通道速度和通道数进行编程,从而实现应用灵活性。

串行外设接口(SPI)可配置AD9161并监控所有寄存器的状态。

核心的控制单元是FPGA,使用kintex-7,最低型号是160T,淘宝有现成的核心板,价格2k以内,有足够的GTx接口和速度来传输随机干扰数据。

最后的核心问题是,使用什么方式来达到前文的核心指标。

lmx2595有两路输出信号,相当于有两个频率源。

现在可以使用两个DDS或者两个DAC来实现更大的瞬时带宽和更大的干扰频率范围。

具体如何实现,希望看到的坛友给个自己的想法,我这边更倾向于使用DAC来实现核心指标。

lmx2595的核心电路比较简单,在2.5cm X 2.5cm的空间内可以实现完整的电路。

可用电路中2595的datasheet中有提供。

FPGA的核心板淘宝有现成的,其中包含了内存,调试接口,USB接口,高速数据接口等等。

ADI的混频器是无源的,只需要PCB设计好,杂散应该不会太大。

最后要解决的问题是,DDS和DAC的选型,如何选,以及如何搭配来实现更好的指标

现在市面上没有太多可用的高宽带的无线信号源,所以我决定做一个,如果坛友有兴趣参与,当然最好了。

具体到PCB设计和制作,由我花时间和花钱。

希望看到更多的回复








来自:电子信息 / 无线电动手实践:实验报导
75
雪馒头 作者
11个月12天前
3楼
引用RodTech发表于2楼的内容
楼主的要求,并不高端,也不j用啊。。至于“现在市面上没有太多可用的高宽带的无线信号源”,不知道是怎么...

您给我推荐一下啊,我看了一些设备,都是死贵死贵的,所以才要自己整一个

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雪馒头作者
11个月12天前
4楼
引用雪馒头发表于3楼的内容
您给我推荐一下啊,我看了一些设备,都是死贵死贵的,所以才要自己整一个

关键是我需要能实现我需要的那些指标,这是重点。

用现成的设备搭建,超过资金太多了,我是这个考量

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雪馒头作者
11个月11天前
11楼

核心芯片是这样的:

lmx2595支持 1ghz-20ghz,作为信号源,这个芯片支持扫频,有两个频率输出通道

IF中频用RF DAC 用AD9119 ,6 GSPS直接RF频率合成,最多支持158个连续载波

混频器用LTC5553,高性能、微波双平衡无源混频器,支持3ghz-20ghz,集成放大器

FPGA用Kintex-7 MK7160核心板,包含调试接口、内存等,板对板接口,有足够的GTx接口数,速率12GSPS。

上面的核心芯片就这么多了,搭配的还有外围的电源稳压芯片2个,一个12v,一个5v,可选的很多

核心板长宽 7cm X 7cm,通过板对板接口提供输出。

扩展板长宽 160cm X 8cm,射频芯片和电源芯片,射频连接器全部放在扩展板上

通过两个RF DAC和两个混频器,输出两个信号,共同组成3ghz带宽的信号压制。

调节信号源,来实现3ghz到20ghz之间的任意LO,两个RFDAC组成3ghz带宽的信号压制

核心板的多于引脚可以用于按键和屏幕显示。

PCB板子中的关键连线不到200根,考虑到阻抗,差分线,射频线,如果有其他影响,PCB使用5层板,用两个GND层来隔离关键线和功能线。

多提意见




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雪馒头作者
11个月8天前
13楼
引用BG7TBL发表于12楼的内容
有没考虑过噪声源加滤波器的方式,或者用噪声源+变频的方式实现。噪声源的功率密度比扫频方式好很多。

不考虑扫频了,直接用RF DAC,AD9119之类的芯片很不错。噪声源也有,就是没有频率怎么高的,直接加变频的话,频率是固定的。我这个主要还是有可设置频率的功能,实现对指定频段的信号输出。


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雪馒头作者
11个月8天前
14楼

画了两张图纸,里面的差分信号线和射频线不多,混频器是无源的

360截图20210214175216210.jpg 360截图20210214175137078.jpg

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雪馒头作者
11个月8天前
15楼
引用雪馒头发表于14楼的内容
画了两张图纸,里面的差分信号线和射频线不多,混频器是无源的

对于这种高频和大带宽的需求,还是需要杀鸡用牛刀,尽量用指标性能较好的芯片,最后做出来的东西可能比各种衡量后的东西要好用。

好的芯片解决了太多的问题,有些电路如果芯片有这样的功能,那就不要自己搭建,用厉害的芯片解决技术问题更好吧!

个人愚见。

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雪馒头作者
11个月6天前
17楼
引用BG7TBL发表于12楼的内容
有没考虑过噪声源加滤波器的方式,或者用噪声源+变频的方式实现。噪声源的功率密度比扫频方式好很多。

还有一个就是噪音源的频段不够宽,不然你给推荐一款芯片呗!或者是产品也行啊

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雪馒头作者
11个月6天前
19楼
引用虎哥发表于16楼的内容
你打算用什么滤波器方案来抑制上变频的镜像产物和本振泄漏?上变频器的中频通常不太高哦,市售芯片基本上8...

这个主要是用作5GHz以上的频率使用,这个频率以上用作通信的频率少,所以我要求也没有太高。

本振的话,因为落在有用频带内,直接不管,因为是噪音源嘛,但是要进行间隔信号的输出,这个就有些问题了。

我是以本振为中心,让信号在本振的两边,这样就只需要过滤掉RF中IF产生的信号,也就是ad9119产生的低频。

我更多追求的是大带宽,能压制更多的频率。

如果需要间隔输出,可能就需要在算法上动脑筋了。

因为是噪音源,用软件的方式调节LO和IF来达到是LOL始终在有用频率内。

这是我的方案。

也有用IQ来消除LOL的,但是我觉得很复杂,所以就没有考虑了。

关键还是看混频器对本振泄漏的压制能力吧。

再就是镜像问题,AD9119都是支持IQ信号输出的,可以用对应的混频器,这个就只能看芯片的性能了。

ADRF6780也挺不错的,直接上变频,对于镜像的抑制应该也不错的

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雪馒头作者
11个月1天前
21楼
引用BG7TBL发表于18楼的内容
有10M-40G的噪音管NW402,ENR是25-30DB,价格老贵老贵,一个管好几千块,还要订货。...

你说的这个nw402的指标还是不错的,给我个 链接,我在百度搜不到。

不能发链接的话,直接私信给我。

像下面图中这样的模块,接个电源和天下就可以直接用了吧

应该还要个前端模块,PA之类的

这个东西确实挺贵的,不过带宽够宽。做个简单的无线干扰机还是不错的。

但是要可调区间的那种,就不适合了。关键是,这个噪音源能干扰雷达,并且不被过滤掉吗?

干扰机的定义:在全频段内发生干扰信号,留出己方的有用信号频段区间,同时随时修改有效信号区间

360截图20210221222627948.jpg

下图这个要1万

QQ截图20210221223723.png


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雪馒头作者
11个月1天前
22楼
引用RodTech发表于2楼的内容
楼主的要求,并不高端,也不j用啊。。至于“现在市面上没有太多可用的高宽带的无线信号源”,不知道是怎么...

给个ti的9Gsps全家桶DAC开发板链接,我这边直接过去看看

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雪馒头作者
11个月1天前
23楼
引用虎哥发表于20楼的内容
怎么又变成噪声源了,越来越不高端,还要DAC干嘛,一个边带只有750M,用齐纳管自己搭一个就行了。

先做个噪音源,测试后,再搞RF DAC的版本。

干扰机的定义:在全频段内发生干扰信号,留出自己的有用信号频段区间,同时随时修改有效信号区间

如果干扰机的定义是这样,那就只能是RF DAC的效果最佳了。









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雪馒头作者
11个月0天前
27楼
引用RodTech发表于24楼的内容
什么叫“直接过去看看”?

你说的应该是这样的板子吧!

360截图20210222171238714.jpg


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雪馒头作者
11个月0天前 修改于 11个月0天前
28楼
引用1176764177发表于25楼的内容
弄个rru拆了看看里面就是1G IQ 

禁运的RF DAC指标应该会更牛逼 

可以买到的AD9166指标相当强悍,都可以DC到9GHz了

360截图20210222172010868.jpg


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雪馒头作者
11个月0天前
29楼
引用BG7TBL发表于26楼的内容
NC402和NW402都是差不多的东西,全球做这个的没几家,百度可以出来。如果还要留出自己的有用信号...

我对这些东西完全没有概念啊。

而且杀伤力太大了,像图中的这个,直接就把8-12ghz全部干扰了。

360截图20210222180805364.jpg

还有一些0.1ghz-18ghz的,这个就需要多加几个高通滤波器了,把6GHz以下的信号过滤掉

请教个问题,我这个电源模块要怎么弄啊?

这个肯定要自己做电源了,射频前端的话,也得自己做,肯定要PA的。

给个指导呗! sticker

我要把这些元件放到一个路由器大小的长方形盒子里。



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雪馒头作者
10个月29天前
32楼
引用RodTech发表于30楼的内容
你对“全家桶”是有什么误解么算了,不知道楼主要做什么,一会给一个不同的理由,否定一个理由又编出另一个...

我就是想先简单点做,然后再做复杂的。

现在用噪音源的话,相对来说好像简单点。

我的最终目的:就是做一个主要工作在7-15GHz频率范围的干扰机

现在先简单点,不考虑多个干扰频段的,只做一个超宽的频段干扰。大白话,就是接上电,直接输出信号干扰8-12GHZ。

用噪音管做,有8-12GHz的管子。

如果用RF DAC,可以进行间隔信号输出,功能比噪音管做的灵活。但是做起来就很复杂了。

我现在就是要先简单点做。RF DAC的放到噪音管这个做好之后再做。


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雪馒头作者
10个月29天前
37楼
引用1176764177发表于35楼的内容
噪声源功率谱密度很低的,发出去老大功率没啥反应,还不如用pll好歹还能调范围。。。

如果用RF DAC,做起来好麻烦。噪音源的话,直接用8-12GHz的模块,频率范围也不宽,一个模块要1万多。

好像是接个电源和天线就可以了,应该要加个PA会更好


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雪馒头作者
10个月29天前
38楼

如果用噪音源,就是下图中的模块,实现干扰机。有很懂的坛友可以接单了,3000的底金,有任何复杂项,比如要定做电源,在底金基础上增加,只要能达到最低指标即可(你只要列出需要的原件表,我订购)

最低指标如下:

频率范围:压制8-12GHz的频率范围的任何信号  

信号覆盖半径:10-30m(就是一个家用路由器的范围,在不增加成本和元件的情况下,当然是越大越好)

电源:便携性,不能太大,可车载,可移动电源

所有的元件要放置在20cm * 15cm * 8cm的立方体内


360截图20210222180805364.jpg

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雪馒头作者
10个月29天前
42楼
引用smith发表于36楼的内容
感觉干扰机的信号源不难做,难度是大功率的PA

如果我需要的指标由你实现,这个信号源你用什么方案?

如果用RF DAC的话,我选AD9162+lmx2595

但是很复杂

既然是干扰机,信号就不需要校验对错,关键是带宽要大

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雪馒头作者
10个月28天前
43楼
引用雪馒头发表于13楼的内容
不考虑扫频了,直接用RF DAC,AD9119之类的芯片很不错。噪声源也有,就是没有频率怎么高的,直...

我的这个回答就是认知不够,噪音源有8-12GHz的,也有0.1-18GHz的,价格都是1W以上,就功率密度应该是够的,因为价格都这样了,如果功率功率密度不够的话,也不会这个价。

噪音源模块,一头接电源,一头是RF输出。

要压制周围的无线信号,看来是要加PA才行。

坛友的回答看来我还要认真阅读才行,不然语义统一不到一起。


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雪馒头作者
10个月27天前
46楼
引用1176764177发表于44楼的内容
假设你又10W射频功率,你给散刀0.1-18GHz,和集中在比如2.45Ghz ,100M带宽功率谱...

你说的当然是有道理的,我也知道,但是就那么个小东西,价格都2W+了,它的指标不会太差。

产品的性能和价格还是紧密结合,如果这个模块卖到5-6w,你可能就不会说它的功率密度不高了。

0.1-18GHz的模块2W+,这个确实贵。

8-12GHz的模块只有4GHz的频宽,如果价格只要5000,可能功率密度不够,但是价格1w+的话,相信功率密度的平坦度还是不错的。

我现在为什么一直讨论噪音源?因为我觉得这个方案要简单一点,开始我也认为不可能有那么宽的频带,但是知道价格和看了相关资料后,我认为坛友推荐的方案还是不错的,很有可行性

当然了,如果你使用过,也做过相关的测试,肯定是以测试为准

我的讨论是要得到一种方案,哪种方案简单,我就用哪种。先做成,再做精



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雪馒头作者
10个月27天前
47楼
引用BG7TBL发表于31楼的内容
电源好办,直接加进去就好了。PA麻烦,干扰4G信号,用100W的PA,半径也才100米,但是效果杠杠...

我要怼的是5GHz以上的信号,而且我需要的干扰半径最多也就10-30m这个范围,10m以内实在太小了。

关于PA,宽带PA比噪音源还贵

给我个电源的链接呗,免得我乱找一通,还不知道好不好用 

放大器.jpg


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雪馒头作者
10个月27天前
48楼
引用RodTech发表于45楼的内容
还是有关系的,说出选型用了一万块的噪声源,虽然自己用不起,但是依然倍有面子。。。我感觉嘛,楼主要的是...

不是用不用得起,是能不能达到我要的指标,没人有时间发几个贴子就能让自己感觉倍有面子,有的话,说明闲的慌。

我发帖子就是希望坛友提出建议,你有更好的方案,我为什么要固执地坚持自己的呢?

简单点不好吗?我的指标也不高啊,我要的就是先做成,再做精,这样我心里也有个数。

在论坛吹个牛,胡扯就能让自己更有面子的都是白痴。

我要的是用最简单方案,最力所能及的预算,把我需要的指标实现。

RF DAC现在来说太复杂,就先搁置了。用噪音源来做是简单点,那就先讨论这个呗

至于你不知道我要干什么,现在回答你,我要的就是一个宽带干扰机,干扰频率主要6GHz以上,信号强度我只要最多30m(放低要求了),干扰带宽能达到3GHz以上(用多根天线合起来达到)

蓝色的粗体字应该能看明白的。

你有好的方案就说你的,我不明白,自然会问你,有用的东西,我难道不给钱吗?


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雪馒头作者
10个月27天前
49楼
引用虎哥发表于41楼的内容
令人迷惑。

我的要求降低了,能用噪音源的话,就用噪音源做的,noisewave的管子,有4-8GHz,也有8-12GHz,使用多个噪音源来达到大的信号带宽。

现在也不追求频率调节了,先做个宽频带的,能达到4GHz带宽的干扰,以及能达到10-30m的信号半径。

先解决这些,再考虑其他更高级的功能,如调节干扰频率,调节干扰带宽等等


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雪馒头作者
10个月26天前
51楼
引用GiroPetrenko发表于50楼的内容
歪个楼。如果楼主即想要便宜,又想要带宽大噪声的噪声源,为何不试试这个?FZ-11 和 FZ-12都是...

我是个屁,还给神秘部门做事。神秘部门不缺钱和人,不会到论坛来扯蛋。

听到什么军*方或者某部门,都是些鸡巴大的事,哪有什么大神在民间?

看来科创的很多人被人有针对性地怼过,或者是被忽悠惨了。

话归正题。

noisewave的噪音二极管有特定频段的,如4~8GHz频段的,8~12GHz频段的,1千2一个管子

关键是,这样的管子加上放大器,能不能将所在频段内的信号干扰掉,一下覆盖4GHz宽的频段

会不会被雷达过滤掉,就是这个问题,没有其他的了。






-1
学术分
虎哥
2021-02-26
自己疯狂明示或暗示军用,现在“倒打一耙”,对不特定会员群进行普遍性指责,违反《基规》35.4条的。
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雪馒头作者
10个月9天前
53楼

报个最新进展,LTC5553的板子在立创下单了。板子的pcb使用ADI官网的文件。相比成品验证板,便宜不少。

但是板子改动不多,使用和官方相同的元件,成本还是很高的。

官方验证板在用料上确实是下来血本的,从高频接头到电源针都是高端货,价格真的是伤不起。即使自己做,价格也只能做到官方本的一半,而且性能可能还不及官方版。

不过混频器验证板不复杂,可以进一步修改来降低价格

射频功率放大器也是采用ADI的芯片,2W的功率,更高功率的芯片,官方没有验证板,也没有文件,即使有,也需要配套的电源电路。所以我先用2W的芯片把试验做起来。

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雪馒头作者
10个月1天前
54楼

立创的PCB到了

IMG_20210323_140741.jpg

对于IF,ltc5553支持500M~9G,LTC5552支持DC~6G,LTC5552更加合适。

板子肯定没罗杰斯板子好。

我先用噪音源试试,看频率范围和功率密度怎么样。

噪音源平坦度还是挺好的,我用多个放大器把信号放大再混频,后面会买个2W的宽带功率放大器,10米范围的干扰压制应该不是问题。

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雪馒头作者
9个月26天前
56楼

测试了噪音源,用2W的放大器,但是信号强度不太理想。就是功率密度不行,2w的放大器,在6~7米远的地方连收音机都干扰不了。效果还不及hackrf的最大发射功率。

在频谱上看,是有很大的频段输出,但是功率是呈波浪形的,并不连续。

应该需要在2W放大器的前一级加几个功放才行。

即使噪音源有用,作用范围也是小到2米以内。要有10米的屏蔽半径,还是要用RF DAC才行,

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雪馒头作者
9个月26天前
57楼
引用御坂网络调制解调器发表于55楼的内容
说个无关的,昨天晚上找出来一个继电器,自激着玩,发现对手机网络有干扰作用,大约1.5m以内就连不上W...
应该是继电器内的线圈在起作用
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雪馒头作者
9个月24天前
59楼
引用wzh19940105发表于58楼的内容
你放大器的增益不太够吧。。。2W只是功率 当你输入不够大输出不会有2W的

是有这个问题,我自己做个了4级放大器,但是有些问题,功率放大器好像不能多级串联的吧。

数量超过4个了就有问题,放大效果还不及2级串联

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雪馒头作者
9个月24天前
60楼
引用wzh19940105发表于58楼的内容
你放大器的增益不太够吧。。。2W只是功率 当你输入不够大输出不会有2W的

我做了PCB,相当于4个放大器,但是有些问题,好像不能这么做。看图,还有我可爱的logo

IMG_20210330_132848.jpg

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雪馒头作者
9个月24天前
62楼
引用1176764177发表于61楼的内容
pa什么型号?二极管噪声源多少超噪比?你确定这么多放大器直接不屏蔽串起来不自激?而且你这是4层pcb...

PA是SBB5089Z,二极管噪音源是在淘宝买的,

科创temp.png

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雪馒头作者
9个月24天前
63楼
引用1176764177发表于61楼的内容
pa什么型号?二极管噪声源多少超噪比?你确定这么多放大器直接不屏蔽串起来不自激?而且你这是4层pcb...

4层的PCB,免费的,即使收费,也只有 30元。

对于这个放大器,你有什么好的想法吗??

我图中的电路有什么问题呢?

IMG_20210330_132848.jpg

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雪馒头作者
9个月24天前
66楼
引用1176764177发表于64楼的内容
如果噪声源总功率输出能达到0dbm的话一颗5089就接近P1db了 2颗就应该已经饱和了。再多是没用...

是需要换一个放大芯片,不需要很宽的频段,只针对关键频段进行放大。

这个5089放大后,信号不是很平坦。

不过这个芯片2个串在一起,效果还是不错的,强过1个。我板子上就有一路是2个串在一起。

如果要把多个5089串成一路,是不是应该把T型旁路的电流减小呢??

这样是不是既可以增大小信号,又不至于高于P1db?

我还买了几个AVA-18A+,也是这么串起来的,也不知道有没有问题,PCB还没有到手。


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雪馒头作者
9个月24天前
67楼
引用wzh19940105发表于65楼的内容
我觉得 是不是搞清楚功率和功率密度再来聊比较好。。

应该是放大器的问题,频率小于100MHz就没有放大效果,明显比100MHz以上的信号强度低。

噪音源直接输出的频谱

直接输出噪音.png

放大器放大之后的图

放大后的频谱线.png

还是放大器的问题,对100MHz以下的信号效果不好




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雪馒头作者
9个月23天前
69楼
引用wzh19940105发表于68楼的内容
首先看你的PCB不像是做过阻抗匹配其次,你参考评估板的话Cb的值是68pF,这个值对100MHz左右...

没有做阻抗匹配给嘉立创的时候,没有管阻抗的问题。是按照评估板来设计的电路。

我是不是需要调整电容的值来解决多个放大器串在一起的问题?

我电路需要怎么改呢??

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雪馒头作者
9个月23天前
70楼
引用wzh19940105发表于68楼的内容
首先看你的PCB不像是做过阻抗匹配其次,你参考评估板的话Cb的值是68pF,这个值对100MHz左右...

其实我还做了一个电路,也是参考评估板,用的是AVA-183A+,也是一样串在一起,不知道会有什么问题。

PCB还在工厂加工,过个几天就到了,到时候测试了再说。

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雪馒头作者
9个月19天前
72楼
引用wzh19940105发表于71楼的内容
您这样需要先去学习一下射频电路相关知识,不是一两句能说的清的

有些东西还不是太会计算。后面的板子都会算好射频网络的阻抗。因为之前看到有坛友设计的SDR没有做阻抗,所以我也就偷了个懒,没有做。

是还要加深射频相关的知识,关于线路匹配还有很多不太懂。您尽管说关键的,稍微给点线索,我都会去找资料完善相关的知识。我的很多步骤都是根据坛友的提示,组件逐渐调整的。

任何小小的提示都是很有价值的,不然不知道如何下手。

我现在到下一步了,之前是准备自己做板子,但是太复杂,就不基于核心板来做扩展板了。

我在淘宝定了比较小的FPGA开发板,长宽10cm*12cm,有FMC-HPC接口,能很好地支持ADI的评估板。完全可以代替ADS7-V2EBZ 。

我会开新帖子讨论下一步要做什么



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雪馒头作者
2个月29天前
74楼
引用量子隧道发表于73楼的内容
用个超小规模的FPGA或CPLD,做几个伪随机码发生器,每个占用资源大概是几十个寄存器,产生的NRZ...

你这个想法不错

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