Re: Re: Re: Re: Re: [RF 측정위한 믹서 사용 가능 여부] > RFDH Q&A 포럼

1.
Mixer로 주파수를 conversion 해도 입력파형의 총 길이는 늘어나지 않습니다.
Mixer에 에너지가 인가되는 시간 만큼만 에너지를 출력하는 것이기에...
똑같이 200ns 동안의 진동 수만 갖게 됩니다.
1 GHz가 200 ns 동안 20 번이라면
100 MHz는 2번만 진동하게 됩니다.

이러한 이유로 mixer의 출력 주파수를 잘 정해야합니다.
IF 주파수를 너무 낮게 설정하시면, 200 ns의 on time동안 사인파를 보지 못하기 때문입니다.

2.
LO의 주파수를 sweep하는게 유리하다고 말씀 드린 것은...
지속적으로 주파수 sweep를 하는 것이 아니라
sweep가 가능한 LO signal source를 사용하는 것이 좋다는 의미입니다.
예를 들어
한번은 LO 주파수를 1GHz
다음은 1.1 GHz
그다음은 1.2 GHz
이런 식으로 사용해야 주파수 확인하기에 유리해보이기 때문입니다.

3. 주파수를 sweep 하기 위해서는... 여러 방법이 있습니다.
1. signal generator 사용
- 보유 장비가 없으면 어렵습니다.
(보유하지 않으시면 임대 및 사용 업체도 있습니다. 수도권이시면 경기 중소기업종합지원센터 내 RF 측정실 (https://www.gds.or.kr/frt/ko/m2/sub9/screen.do)이 저렴하고 좋습니다.)
- 가장 정확한 파워 및 주파수를 출력 하기에 실험 목적에 가장 적합합니다.

2. 직접 회로 구성
- VCO (voltage control oscillator)회로를 구성하여 sweep는 가능합니다만...
설계가 쉽지 않으며, 광대역 출력을 시키기에 어려움이 있습니다.
3. 제품 구매
- 가장 접근성이 좋으나, 제품을 잘 찾아봐야 합니다.
- 가격이 생각보다 비쌀 수 있습니다.
>
>
> 답변 정말 감사합니다!
> 제가 통신 쪽에 대해 지식이 없는채로 연구를 하다 보니 잘 이해가 되지 않는 것들이 있습니다.
> 1과 3번 질문에 대해 여쭙고 싶은게 있습니다.
>
> 1. 1번 질문 관련하여 현재 200nsec 이하의 펄스를 사용하여 마이크로파를 발생합니다. 만약 1GHz의 주파수를 갖는 마이크로파가 발생되었다고 가정한다면 믹서를 통과 후 오실로스코프로 입력이 되었을 때 펄스 발생 시간인 200nsec 내에서 다운된 주파수로 표현된다면 파형을 정확히 나타나나요 (200nsec동안 1GHz는 200번 진동하고 100Mhz로 다운된다면 20번 진동한다고 하면)? 믹서를 통해서 1GHz -> 100MHz로 다운이 되었다면, 오실로스코프에 입력되는 파형의 총 길이는 200nsec -> 2000nsec로 늘어나는 것입니까?
>
> 2. 3번 질문의 답으로 LO의 주파수를 sweep을 추천해주셨습니다. 주파수 sweep을 하게 된다면 한번의 200nsec의 마이크로파 발생 시간 동안 하게 되는 건가요? 아님 주파수를 여러번 바꿔가면서 200nsec의 마이크로파를 여러번 발생하는건가요?
>
> 3. 주파수 sweep을 한다면 sweep을 수행하는 기기 혹은 oscillation 회로 등이 있나요?
> 이 쪽에 대해 아는 것이 너무 없는데 측정하려면 이쪽 지식이 많이 필요하더라구요...
>
>
> >
> >
> > 1. 현재 200nsec이하의 시간 동안 마이크로파를 발생하는데 믹서를 사용하여 오실로스코프로 측정을 하게 되면 오실로스코프에서는 time dimension의 크기도 바뀌게 되나요?
> >
> > 질문의 요지가 잘 이해가 되지 않습니다.
> > 200nsec 이하의 시간 동안 발생하는 신호라면, spectrum보다 oscilloscope가 더 유리해 보입니다.
> >
> >
> > 2. 마이크로파의 크기가 꽤나 커서 50dB의 감쇠기를 1개 혹은 2개를 직렬로 연결하여 측정하려 합니다. 이 경우에도 LNA를 이용하여 증폭을 하여야 할까요?
> >
> > 감쇄기를 사용 하는 이유는 mixer의 dynamic range를 벗어나 신호의 왜곡 선형성문제 변환손실 문제등을 방지하기 위함입니다.
> > 따라서 mixer의 dynamic range를 확인하시고 적절한 감쇄기 사용이 필요하며,
> > Oscilloscope로 측정 할 경우 SNR에 따라 약한 파워의 신호는 측정이 어려울 수 있습니다.
> > 더구나 주파수를 정확하게 알지 못한다면, mixer의 출력 주파수가 높아짐에 따라 신호가 매우 작게 측정이 됩니다. 이러한 이유로 LNA의 사용이 필요하다고 생각됩니다.
> >
> >
> > 3. 측정하려는 마이크로파의 주파수의 추정치는 알지만 정확히 모릅니다. rf 믹서에 대해서 조사해보니 입력 LO주파수에 따라 저주파수로 변환이 된다고 하여 파워 디바이더를 통해 전력을 나누고 각 포트에 여러 믹서를 달아서 다양한 LO를 입력하여 분석을 하려 했는데 더 나은 대안이 있을까요?
> >
> > RF mixer는 간단하게
> > n*RF frequency - n*LO frequency = IF frequency
> > 라고 보시면 됩니다.
> > 이중 신호가 가장 크게 측정 되는 주파수가 n=1일 때입니다.
> > 따라서 주파수를 정확하게 모르신다면 LO 주파수를 분할하여 다양한 LO를 입력하기 보다는,
> > 하나의 mixer를 구성 후 LO의 주파수를 sweep하는 것이 더 바람직해 보입니다.
> > 이렇게 하여야 n=1일 때의 주파수를 찾을 수 있으리라 생각됩니다.
> >
> >
> > 4. 쇼트키 다이오드 디텍터와 쇼트키 믹서는 서로 다른 제품이죠?
> > 이게 표현하기 따라서 혼돈스러운 부분이 있습니다.
> >
> > 보통 RF detector이라고 하면, 일반적으로 zero bias Schottky diode를 사용하여 RF신호를 DC로 전환하여,
> > DC의 power level를 측정하기 위해 사용하곤 합니다.
> > Schottky diode mixer는 RF 신호를 IF 신호로 다운(Down convertor, down conversion mixer) 시키거나, IF 신호를 RF 신호로 업(uP convertor, UP conversion mixer) 시키는 용도입니다.
> >
> > 그런데 Schottky diode mixer를 detector로 명칭하는 경우도 있습니다.
> > 일반적으로 mixer를 하나만 사용하는 경우에는 detector이라고 부르는 경우는 거의 없으며, mixer가 여러개 사용되는 시스템에서 종단의 mixer를 detector라고 부르는 경우가 있습니다.
> >
> > 따라서 제품 구매시 제품의 스펙을 확인하시는 것이 가장 좋아 보입니다.
> > Mixer 부품 수배 시
> > Frequency range (RF, LO, IF)
> > Dynamic range (RF 및 LO의 power range)
> > 등을 고려하시면 될듯 합니다.
> >
> > >
> > >
> > > 답변 감사합니다! 혹 몇가지만 더 여쭤봐도 될까요?
> > > 현재 연구하는 분야는 대출력 마이크로파로써 출력 신호에 변조 등의 작업은 하지 않습니다.
> > > 따라서, 측정시에는 시간 영역에서 생성된 파형의 형태, FFT, Spectrogram 등을 이용하고
> > > 데이터에는 발생된 마이크로파에 어느 주파수 성분이 포함되어 있는지와 출력 크기가 중요합니다.
> > >
> > > 1. 현재 200nsec이하의 시간 동안 마이크로파를 발생하는데 믹서를 사용하여 오실로스코프로 측정을 하게 되면 오실로스코프에서는 time dimension의 크기도 바뀌게 되나요?
> > >
> > > 2. 마이크로파의 크기가 꽤나 커서 50dB의 감쇠기를 1개 혹은 2개를 직렬로 연결하여 측정하려 합니다. 이 경우에도 LNA를 이용하여 증폭을 하여야 할까요?
> > >
> > > 3. 측정하려는 마이크로파의 주파수의 추정치는 알지만 정확히 모릅니다. rf 믹서에 대해서 조사해보니 입력 LO주파수에 따라 저주파수로 변환이 된다고 하여 파워 디바이더를 통해 전력을 나누고 각 포트에 여러 믹서를 달아서 다양한 LO를 입력하여 분석을 하려 했는데 더 나은 대안이 있을까요?
> > >
> > > 4. 쇼트키 다이오드 디텍터와 쇼트키 믹서는 서로 다른 제품이죠?
> > >
> > > >
> > > >
> > > > 발생 신호의
> > > > 주파수, 모듈레이션, 파워 등을 가장 적합하게 측정 하는 장비가 스펙트럼이긴 합니다.
> > > >
> > > > 1. RF 다운 믹서를 이용해서 고주파를 저주파로 낮추어 측정이 가능할까요?
> > > > (신호 분석 시에는 신호의 전력 크기만 측정하면 됩니다.)
> > > > - 측정 가능합니다.
> > > > - 다만 1~10 GHz의 광대역일 경우에는 mixer의 주파수 별 손실 특성 테이블을 만들어서 활용하셔야 보다 정확한 데이터를 측정 할 수 있습니다.
> > > > - 또한 빠른 모듈레이션이 걸려있는 경우라면 낮은 주파수로 conversion하여 오실로스코프로 볼 때 모듈레이션의 정보를 정확하게 측정하기 어렵습니다.
> > > >
> > > > 2. 측정이 가능하다면 RF 다운 믹서로 주파수 변환시 선형적으로 가능할까요?
> > > > - 선형성은 Mixer의 스펙에 따라 다르기 때문에 적절한 mixer를 선정해서 사용하시는게 좋습니다.
> > > > 예를 들어 아주 낮은 파워라면 schottky diode mixer를 사용하셔야 좋은 noise figure로 신호를 획득 가능합니다. 단 mixer의 다음 단에 증폭기를 사용해야 오실로스코프로 측정 가능합니다.
> > > > - 만약 출력 신호가 강한 경우라면, 측정이 어려울 수도 있습니다. 이럴 경우 attenuator를 사용하여
> > > > 파워를 적절하게 낮춘 후 측정 하셔야합니다.
> > > >
> > > >
> > > > 구조로는
> > > > Noise figure가 좋은 mixer (ex, schottky diode mixer)를 초단에 사용하시고, 다음단부터 LNA등을 사용하셔서 증폭해야 측정이 가능할듯 해 보입니다.
> > > > 단 신호의 주파수 및 패턴을 보는 것이 아닌, 신호의 강도만을 보려면, 우선 신뢰성 있는 신호 발생기와 mixer를 사용하여 spectrum 및 power meter로 측정 후 오실로스코프로 측정하셔서, 주파수 및 파워별 테이블을 만드시는게 좋을듯 합니다.
> > > >
> > > > >
> > > > >
> > > > > 안녕하세요, 마이크로파발생을 연구하는 대학원생입니다.
> > > > >
> > > > > 1~10GHz 범위의 마이크로파를 측정하려고 합니다.
> > > > > 제가 연구하는 분야에서는 리얼타임 측정 및 분석을 주로 하고 따라서 오실로스코프를 이용합니다.
> > > > > 현재 연구실에서 사용하는 오실로스코프의 사양이 10 GHz 까지는 측정이 불가능합니다.
> > > > > 오실로스코프를 구매하기에는 금액이 너무 크고 해당 사양의 오실로스코프를 대여하는 것 역시 쉽지 않습니다.
> > > > > 스펙트럼 아날라이저를 이용하기에는 연구 분야 동향 및 분석 방법에서도 이점이 많지 않아서 측정방법을 생각하고 있습니다. 따라서 다음과 같은 질문이 있습니다.
> > > > >
> > > > > 1. RF 다운 믹서를 이용해서 고주파를 저주파로 낮추어 측정이 가능할까요?
> > > > > (신호 분석 시에는 신호의 전력 크기만 측정하면 됩니다.)
> > > > > 2. 측정이 가능하다면 RF 다운 믹서로 주파수 변환시 선형적으로 가능할까요?
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