[Shahriar] de Le chemin du signal n’est pas étranger à ces pages et est de retour avec un autre démontage vidéo fascinant et une analyse pour votre plus grand plaisir. (Intégré ci-dessous.) Cette fois, la cible est une source/analyseur de signal Agilent E5052A 7 GHz qui est un kit coûteux que peu d’entre nous ont la chance d’avoir sur le banc. Cette unité particulière est signalée comme défectueuse, avec une mesure de la puissance du signal qui est complètement erronée, ce qui conduit à ne faire confiance à rien des rapports de l’instrument.
Après avoir fouillé dans le manuel d’entretien de l’unité E5052B associée, [Shahriar] note que la partie de mesure du bruit de phase de l’instrument est totalement séparée de la mesure de puissance, uniquement connectée via certains répartiteurs de puissance résistifs internes, ce qui simplifie beaucoup le débogage. Mais d’abord, un court segway dans ce premier sous-système de mesure, parce que c’est vraiment chouette.
Un instrument traditionnel en mode balayé fonctionne en mélangeant le signal d’entrée avec un oscillateur à faible bruit de source locale, qui, lorsqu’il est filtré passe-bas, est introduit dans un wattmètre ou un numériseur. En termes simples, cela convertit le signal en quelque chose de facile à mesurer. Il présente ensuite la puissance ou le bruit en fonction de la fréquence de l’oscillateur local (LO), nous donnant la vue spectrale dont nous avons besoin. Tout va bien, mais ce schéma a un gros défaut. Le bruit de l’OL s’ajoute essentiellement à celui du signal, produisant un plancher de bruit spectral en dessous duquel les signaux ne peuvent pas être résolus.
L’instrument E5052 utilise une technique astucieuse de corrélation croisée lui permettant de mesurer les niveaux de bruit de phase inférieurs à ceux de sa propre source de signal interne. L’instrument abrite un oscillateur à cristal compensé au four (OCXO) pour une stabilité élevée, en fait, deux de deux fournisseurs différents, un pour chaque LO, et montés perpendiculairement l’un à l’autre. La technique divise le signal d’entrée en deux avec un séparateur de puissance, puis alimente les deux moitiés dans des convertisseurs abaisseurs identiques (à l’exception des LO), dont les sorties sont introduites dans un DSP via une paire d’ADC. Avoir des signaux d’entrée identiques, mais des LO différents (avec des spectres de bruit de phase différents) transforme les deux signaux d’une paire corrélée en une paire non corrélée, avec les effets des vibrations du châssis et des effets de gravité également intégrés.
Le DSP soustrait le signal non corrélé du signal corrélé, supprimant ainsi l’effet de l’effet de l’OL individuel sur le spectre de bruit de phase. Cette technique intelligente se traduit par un spectre de bruit de phase inférieur à celui des LO eux-mêmes et une bonne représentation du signal d’entrée mesuré.
Pratique pour [Shahriar] ce sous-système complexe est totalement séparé de la mesure de puissance douteuse. Ce deuxième système est beaucoup plus simple, étant alimenté avec une autre copie du signal d’entrée, via le répartiteur de puissance résistif principal. Cette deuxième alimentation est ensuite divisée à nouveau avec un diviseur de puissance personnalisé qui, après inspection visuelle du connecteur SMA d’entrée, était clairement défectueux. Il ne doit pas osciller. La cause principale du problème était un joint de soudure à froid d’une seule empreinte SMA, qui s’est détaché au fil du temps. Un peu de refusion et de remontage et l’unité était apte à être recalibrée et remise en service.
Nous avons vu plusieurs fois des mesures de bruit de phase sur ces pages, comme le débogage de ce problème STM32 PLL.
