Як створити детектор рівня синусоїди 1-500 МГц до -90 дБм?

Я хочу створити синусоїдальний детектор рівня хвилі, який працює для однієї синусоїди 1-500 МГц в діапазоні від -40 дБм до -90 дБм. Це хобі-проект - тому вартість не є великою перешкодою :-), але я хочу залишитися нижче 2 Вт і розміром приблизно з коробкою.

Моя перша спроба працює добре лише до -75dBm, тому мені потрібна допомога, щоб розробити кращу схему, щоб дістатися до -90dBm. Який найкращий спосіб створити схему для цього?

Передумови

Перша спроба дизайну тут:

введіть тут опис зображення

Мій сигнальний ланцюг такий:

SMA> ADG918 (комутатор) -> MAX2611 (LNA) -> MAX2611 (LNA) -> AD8363 (детектор рівня) -> A / D перетворювач

Перший перемикач може вибрати опорний сигнал відомої амплітуди для калібрування. Дві LNA мають приблизно 20 дБ посилення кожного. Абсолютна точність не важлива - це все можна відкалібрувати до тих пір, поки схема буде відносно стабільною.

Результати першого проекту:

<graph>

Я знаю, що я борюся з шумом 1 / f і тепловим шумом, але яка хороша конструкція, яка дозволяє досягти вимірювань до -90dBm?

Оновлення

Зараз я знаю, що тепловий шум ставить підлогу над рівнем мети для діапазону 500 МГц, тому потрібна інша схема (так само, як Енді ака пояснює у своїй відповіді нижче).

Система "знає" частоту для вимірювання, і є досить чистий тон такої точної частоти в системі при -10 дБм.

Ідеальна відповідь вказувала б на прикладі ключових частин та накреслила приблизну блок-схему.

rf high-frequency detector noisefloor

— Рольф Остергаард
джерело

Чи знаєте ви, на якій частоті ви намагаєтеся виміряти потужність? Перша моя думка - створити калібрований приймач 1-500 МГц, який дозволить вам додати більше посилення в систему, не турбуючись про коливання.

— rfdave

Схема повинна мати можливість вимірювати рівень будь-якої частоти в діапазоні - насправді я хочу ходити якомога нижче, але не вище 500 МГц.

— Рольф Остергаард

Звичайно, але в тому діапазоні, коли ви намагаєтеся виміряти потужність сигналу, чи знаєте ви, на якій частоті знаходиться сигнал?

— rfdave

Дейв, так, в системі також присутній сигнал такої самої частоти.

— Рольф Остергаард

$\mu$

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

$\Delta F$

У будь-якому випадку 20uV і 50 Ом дає потужність 8 піко-ват, і це -81dBm.

Ви не отримаєте -90dBm, не зробивши схему налаштованою на відхилення шуму в місцях, які вас не цікавлять. Або, можливо, врахуйте якусь форму холодильної установки?

— Енді ака
джерело

Так, я зрозумів, що - зараз питання: який найкращий спосіб зробити це тоді?

— Рольф Остергаард

@RolfOstergaard чи знаєте ви частоту синусоїди, яка вас цікавить, тобто ви можете приблизно обмежити діапазон, щоб зменшити шум. Якщо ви не знаєте частоти, то, можливо, ви все ще можете обмежувати смугу, але підмітати, поки не знайдете? Як ви дізнаєтесь, коли знайдете його, якщо не знаєте його частоти? Мені потрібна додаткова інформація, щоб побачити, чи можна її вирішити.

— Енді ака

У системі вже є тон точно такої ж частоти. І метод розгортки діяв би так, як всі інші чисті тони, як відомо, мають меншу амплітуду.

— Рольф Остергаард

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

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

Дякую. Я розумію, але ви можете бути більш конкретними? Скажіть, що опорний тон дорівнює -10dBm, де ви б ставили етапи посилення? Чи можете ви запропонувати відповідний змішувач, який вийде нормально? (міні-схеми тощо добре)

— Рольф Остергаард