Rauschmessung am CY27E16

Das folgende Messergebnis zum Phasenrauschen des PLL-Generators mit einem Signal Source Analyser E5052 von Agilent kommt von Henning Weddig, der am DESY in Hamburg arbeitet und als langjähriger Elektor-Leser auf die Schaltung aufmerksam wurde. Vielen Dank! Das IC wurde für die Messung auf die Ausgangsfrequenz von 75 MHz programmiert, weil bei relativ hoher Frequenz das Rauschen besser hervortritt.

Man sieht zunächst, dass das Rauschen bis etwa 10 kHz vom Träger ansteigt. Vermutlich arbeitet das interne Schleifenfilter mit einer Grenzfrequenz von 10 kHz. Diese Information ist im Datenblatt von Cypress leider nicht enthalten. Außerdem kann man hier auch die Dämpfung der Nebenwellen durch die Vergleichsfrequenz bei ca. 250 kHz mit ca. -85 dB im Spektrum sehen.

Ist das nun in Bezug auf das Rauschen ein guter Oszillator? Sehr gute LC-Empfänger-Oszillatoren erreichen bis über 100 dBc/Hz im Abstand 1 kHz. Hier arbeitet jedoch ein interner RC-Oszillator, der durch die PLL im Nahbereich erstaunlich rauschfrei ist. In erster Näherung könnte man das Ergebnis so interpretieren: Das Rauschen liegt mehr als 60 dB unter dem Träger und ist damit für DRM mehr als ausreichend gedämpft.

Zum Vergleich wurde der Oszillator mit den bescheidenen Mitteln eine Hobbylabors auf einer Frequenz von 28 MHz noch einmal mit dem DRT1 als Messempfänger und dem DRM Software Radio als einfachem Spektrum-Analyzer durchgemessen.

Das Messergebnis ist nicht direkt mit dem des sehr viel feiner auflösenden Agilent E5052A zu vergleichen. Man erkennt aber auch hier eine schwache Rauschglocke ca. 60 dB unter dem Träger. Deutlicher ist der Vergleich mit einem sehr einfachen PLL-Oszillator aus einem PLL-Weltempfänger. Die Messung stammt aus dem Buch "DRM-Empfangspraxis". Das starke Rauschen mit ca. -25 dB war die Ursache dafür, dass im 15-MHz-Band kein DRM-Empfang möglich war. -60 dB ist dagegen ein sehr guter Wert. Damit bestätigt sich der Eindruck, dass der CY27E16 voll DRM-tauglich ist.

Nachtrag: Messung mit Spectralab

Von Ulf Schneider kam der Hinweis, dass für DRM der Bereich sehr nahe am Träger (ca. 0,25 Hz bis 10 Hz vom Träger) entscheidend ist. Deshalb wurden zusätzlich Messungen mit Spectralab durchgeführt. Die Software befindet sich u.a. auf der CD zum Buch "DRM-Empfangspraxis". Die entscheidende Einstellung sind 65536 Samples für die FFT. Damit erreicht man eine spektrale Auflösung von 0,673 Hz.

Die erste Messung wurde mit dem DRT1 bei einer Frequenz von 26 MHz durchgeführt. Das Ergebnis zeigt ebenfalls ein Ansteigen des Rauschens mit wachsendem Abstand vom Träger. Weiter außen wird die Messung durch die Filterkurve des DRT1 begrenzt. Für den PLL-Oszillator wird hier ein Rauschabstand von ca. 70 dB gemessen. Dass das Ergebnis etwa 10 dB besser als bei 75 MHz ist, ist glaubwürdig.

Die entscheidenden Messungen im Nahbereich wurden mit einer Fensterbreite von 100 Hz und bei einer Ausgangsfrequenz von 6,5 MHz durchgeführt. Bei -60 dB hat das Signal eine Breite von 13*0,673 Hz.= 9 Hz.

Zum Vergleich wurde der DDS-Generator mit dem AD9535 ebenfalls bei 6,5 MHz gemessen. Tatsächlich sieht man hier, dass die DDS noch etwas besser ist. Bei -60 dB beträgt die Breite nur 9*0,673 Hz = 6 Hz. Auch der seitliche Rauschteppich liegt deutlich tiefer.

Messung an der PLL bei 6,5 MHz, Fensterbreite 100 Hz

Messung an der DDS bei 6,5 MHz, Fensterbreite 100 Hz