黎煥欣 Li Huan Hsin '08-04-05
黃承光, 黎煥欣, 顏易程
上次初步產生了 fringe, 在去 Hilo 之前, 希望能夠對整個系統有更完整的測試, 而且要把整個系統的細節確定, 移掉一些 bug, 另外 phase switch 的操作. 及整合軟體的完整化都是要去 Hilo 之前要弄完的.
第一步是測試小光新的 FPGA 程式 CORR 的極限, 下兩圖是在沒有接 fiber link 下, 一組特定的 Channel, 它的噪音值剛好正確, 變得靈敏度超高, 竟然在 -80dBm 及 -90dBm 的信號下, 依然完整的出現出 fringe
-80dBm強度的 fringe
-90dBm 強度的 fringe
不過這都是在沒有 fiber link, 總體雜音很小的情況下量到的. 只能當作後端系統能力的一個指標.
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接著請顏易程將 amp array 固定好, 他想到用不用的萬用板加以固定
再將它用 L 片固定在底版上, 這樣比原來好多了
再把前方的 recv 模組裝上去. 這一部份就 OK 了.
當所有的 recv 模組都上去後, 它自己所產生的雜音就足以提供 1bit correlation 的取樣需求
demux 直接讀取的資料都是 screamable 的. 包含整個 fiber link 後, 下面是幾個測試的例子
第一個要確定的是我們看到的訊號是真的. 下圖前方是 CW generator -50dBm 時的強度, 後方是 -60dBm 的強度, 大抵為線性的.
接著要確認複數的實部項與虛部項差 90 度, 下圖看起是沒有錯, 因為 delay line 用手轉的關係, sin 的型狀不太漂亮.
再來是 pair 與 pair 之間的 cross talk, 下圖前後方顯示不同 pair 的讀值. 前方輸入信號的 pair 很明顯, 後方則不太有, 差距估計在 -10dB 至 -20 dB 之間. 有可能有從電源走一部份.
大抵上可以證實基本的操作沒有問題了.
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接著重要的就是 phase switch 的操作.
因為我們只有一個 LO, 所以 phase switch 的測試就變得有些麻煩. 而且它共能操作在 band4, 最高的頻率那一邊 (26.1GHz - 36 GHz) , 而我們的 CW generator 只能到 26.5GHz, 所以基本的 LO 頻率要稍為降頻, 才能讓 26.5GHz 出來的信號在超外差後還可以進入 s/n 比較好的 ch2.
下圖是先將 delay line 輸入移至 IF High
選用 band 4
調整一下 LO 的 8.7GHz 基頻, 26.2 GHz -> 0.4GHz 在 ch2 內
先確認可以看到它的 fringe
接著其中一個 IF 的 LO IN 要用有 phase switch 的 LO 信號. 就是下圖的 TRI-78 的輸出, 在接到 LO 之前, 先用 power detector 來檢查它的輸出 power 在被 switch 後的功率平衡與否.
下圖就是 phase switch 的輸入與 LO 的輸出功率的對比性, 可以很明顯地看出輸出功率與 phase switch 的連動關係
用示波器的 AC 檔看, 功率變化值會在螢幕中間
在調整 phase switch 輸入的波形後, 可以將 LO 的輸出功率弄到平衡.
與它在 DC 值相較, 不平衡量應該是小的
phase switch 的輸出平衡後, 就可以測試在 phase switch 下的 corrleation
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先把 phase switched LO 的輸出接到一側的 IF module
先不打開 phase switch, 做幾次 fringe, 做為後面的參考值, 這是開在 -20dBm 的情況下所讀到的值
用 -18dBm (-16dBm?) , 它的 span 大約等於滿格, 就用這個做為參考. 操作頻率為 26.5GHz, pair1x2
因為我們用 pair 1x2, 而只有 recv1 有 phase switch, 小光就建議使用 walsh 5 的波形, 才可以對應這樣的組合. 接著我們得下面的 fringe
振幅大約為原來的一半, 但漂移及 DC offset 都好多了
檢查輸入信號的強度, 將它接到 spectrum
實際上送入 fiber link 的信號只有 -75dBm, 送到 demux 的 input 約在 -50 dBm
前面有測試過 fiber link 的 noise 在 demux 端約在 -5 ~ -10 dBm, 相較於真正信號的 -50dBm, 強了40dB 左右, 即 S/N 約在 10^-4 左右
放大來看 fringe, 可以定出 s/n 約在 10~20 之間, 表示它的 S/N gain 可能有 10^5
這個效能算是相當不錯, 但 phase switch 並沒有完全消除 drift 及 offset, 由下圖可以看出.
後來發現是 300M 的 clock 經由奇怪的路徑傳過去產生的. 在 Hilo 時要再多確認.
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