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Mesure de bruit de phase

de differents oscillateurs

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La page montre des resultats de mesure de bruit de phase sur differents oscillateurs.

Cette page a pour but de faire profiter la communauté HAM de mesures faites avec un appareil inabordable à l'amateur, le E5052 de Agilent.

Afin de pouvoir comparer les performances, j'annonce quelquefois des chiffres rapportés à 10MHz que l'on peut considerer comme une frequence de reference.

Oscillateur à J310

Ci contre, la mesure de bruit de phase d'un oscillateur que je projete d'utiliser pour les hyper. Celui ci est constitué d'un classique J310 en circuit d'entretien et d'un quartz d'origine DELOOR taillé à 106MHz. Le principe de fonctionnement est basé sur la resonnace serie du quartz et en mode overtone. Ce circuit oscillateur est suivit d'un buffer à MMIC ERA3. tension d'alimentation 8.5V.

Le bruit est de -66dBc @ 10Hz ce qui fait -86dBc ramené à 10MHz afin de pouvoir le comparer aux autres oscillateurs mesurés.

Je considére cet oscillateur bien trop bruyant et de la recherche est necessaire afin d'ameliorer les performances.

PLLVCXO CJ2010

Ci contre, la mesure de bruit de phase du PLLVCXO decrit à CJ2010. Il s'agit d'un oscillateur à J310 asservit par un ADF4110 sur une reference 10MHz.
Le principe de fonctionnement est basé sur la resonnace serie du quartz et en mode overtone. Ce circuit oscillateur est suivit d'un buffer à J310.
Tension d'alimentation 8.5V.

En gris: courbe avant modification de la PLL.
En clair: courbe après modification de la PLL.

Le bruit est de -78dBc @ 10Hz ce qui fait -98dBc ramené à 10MHz afin de pouvoir le comparer aux autres oscillateurs mesurés.
Le bruit à 100kHz est à -165dBc à comparer aussi avec l'oscillateur precedent.

On voir bien que l'oscillateur montré précédement est trop bruyant.

Nota: en fait, cela n'est sans doute pas genant en trafic mais quand on a de quoi mesurer, on pinaille !!!

OSCILLATEUR type DF9LN

Ci contre, la mesure de bruit de phase d'un oscillateur type DF9LN. Il est composé de deux transistors bipolaires et d'un quartz de 117MHz. C'est l'oscillateur de reference du transverter 5,7GHz decrit par F6BVA.
Le principe de fonctionnement est basé sur la resonnace serie du quartz et en mode overtone.
Tension d'alimentation 8.5V.

Le bruit est de -80dBc @ 10Hz ce qui fait -100dBc ramené à 10MHz .
Le bruit à 100kHz est à -150dBc. Le niveau RF est un peu faible pour esperer mesurer un bon plancher de bruit.

Oscillateur Pierce

Ci contre, la mesure de bruit de phase d'un oscillateur Pierce . Celui ci est constitué d'un circuit 74LV04 en circuit d'entretien et d'un quartz d'origine FARNELL. Le principe de fonctionnement est basé sur la resonnance parallele du quartz en mode fondamental. Ce circuit oscillateur est suivit de deux portes servant de tampon. Tension d'alimentation 5V.

Le bruit est de -104dBc @ 10Hz , ce qui en fait le meilleur oscillateur amateur en ma possession.

TCXO OSCILLATEK

Il s'agit d'un TCXO delivrant un signal de 10MHz.
Reference : OSCILLATEK model 5971
Ci contre, la mesure de bruit de phase .
Tension d'alimentation 12V.

Le bruit est de -108dBc @ 10Hz .
Le plancher de bruit est à -158dBc à 20kHz.

OCXO acheté à SINEQUANON

Il s'agit d'un OCXO delivrant un signal de 10MHz. Il n'est donc pas destiné à produire un signal avec un excellent bruit de phase. Son objectif est plutot d'etre tres stable en frequence en fonction de la temperature.

Ci contre, la mesure de bruit de phase de cet OCXO.
Tension d'alimentation 12V.
Consommation 700mA au demarrage.

Mesure du bruit de phase de la sortie TTL.
Le bruit est de -120dBc @ 10Hz , ce qui en fait un bon oscillateur proche de la porteuse. Mais on est pris d'un doute en regardant le reste de la courbe. En effet meme si ce n'est pas mauvais, on se demande pourquoi la courbe reste scotchée à -140dBc...

Bon s'il est vraiment stable en frequence, il servira de reference au PLLVCXO !

OCXO de reference 13MHz du systeme PN9000

Il s'agit d'un OCXO delivrant un signal de 13MHz. C'est un module qui equipe un banc de mesure de bruit de phase PN9000 construit par le societe AEROFLEX. A l'interieur se trouve un module ADRET.

Ci contre, la mesure de bruit de phase de cet OCXO.

Le bruit est de -121dBc @ 10Hz , ce qui en fait un bon resultat de bruit proche de la porteuse. Et le reste de la courbe est encore meilleure puisque l'on atteind -160dBc @ 100kHz et -170dBc @ 40MHz.

A l'analyse des differents pentes de bruit, on voit que le constructeur sait fabriquer une source de reference.

OCXO de reference 10MHz du systeme PN9000

Il s'agit d'un autre OCXO delivrant un signal de 10MHz destiné à piloter l'ensemble du banc de mesure de bruit de phase PN9000.

Ci contre, la mesure de bruit de phase de cet OCXO.

Ici, le bruit à 10Hz n'est pas vraiment parlant car il y a apparament un asservissement qui rajoute du bruit. Mais en regardant à 30Hz, on voit un niveau de -140dBc @ 30Hz ce qui en fait le meilleur oscillateur que j'ai pu mesurer. Par contre , le bruit eloigné est un peu moins bon que precedement puisque à -155dBc.

A l'analyse des differents pentes de bruit, meme remarque concernant le constructeur de ce module...

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