相位噪声基础及测试原理和方法

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相位噪声指标

相位噪声指标

相位噪声指标摘要:1.相位噪声的概念2.相位噪声的计算方法3.相位噪声的应用领域4.相位噪声的降低技术正文:相位噪声指标是一种用于描述信号相位随机变化的参数,它是噪声参数的重要组成部分。

相位噪声在通信、雷达、精密测量等领域有着广泛的应用。

本文将从相位噪声的概念、计算方法、应用领域以及降低技术四个方面进行介绍。

一、相位噪声的概念相位噪声是指信号相位在时间上的随机变化。

当信号经过传输或放大过程中,由于各种原因,信号的相位会发生变化,这种变化即为相位噪声。

相位噪声可以表现为频域上的相位噪声功率谱密度(PSD)和时域上的相位噪声功率谱密度(PSD)。

二、相位噪声的计算方法相位噪声的计算方法主要包括以下两种:1.频域计算法:通过测量信号的相位功率谱密度(PSD)来计算相位噪声。

相位噪声PSD 可以通过信号的傅里叶变换来计算。

2.时域计算法:通过测量信号的自相关函数和互相关函数来计算相位噪声。

时域计算法主要适用于非平稳信号的相位噪声计算。

三、相位噪声的应用领域相位噪声在以下领域有着广泛的应用:1.通信系统:相位噪声会影响通信系统的性能,如降低信号传输速率、增加误码率等。

因此,在通信系统中,需要对相位噪声进行严格的控制。

2.雷达系统:相位噪声对雷达系统的性能也有重要影响,如降低目标检测能力、降低测量精度等。

因此,在雷达系统中,也需要对相位噪声进行严格的控制。

3.精密测量:在精密测量领域,相位噪声会影响测量结果的准确性。

因此,对相位噪声的控制和测量是精密测量领域的重要研究内容。

四、相位噪声的降低技术降低相位噪声的技术主要有以下几种:1.采用低噪声元件:选择具有较低相位噪声的元件,可以有效地降低系统整体的相位噪声。

2.采用适当的信号处理技术:如数字信号处理技术、自适应滤波技术等,可以有效地降低信号的相位噪声。

3.优化系统设计:通过合理的系统设计,如降低信号传输距离、优化信号传输路径等,可以降低系统整体的相位噪声。

相噪仪测量相位噪声的方法

相噪仪测量相位噪声的方法

相噪仪测量相位噪声的方法摘要:一、相噪仪概述二、相位噪声的测量方法1.测量原理2.测量步骤3.测量注意事项三、相噪仪在实际应用中的重要性四、未来发展趋势与应用前景正文:一、相噪仪概述相噪仪,又称相位噪声测试仪,是一种用于测量电子设备或系统相位噪声的仪器。

相位噪声是指信号相位的随机变化,它在通信、雷达、导航等领域具有重要的应用价值。

相噪仪的工作原理是通过检测被测信号的相位变化,从而得到其相位噪声特性。

相噪仪在我国科研、生产和应用领域发挥着重要作用,对于提高无线电设备的性能和可靠性具有重要意义。

二、相位噪声的测量方法1.测量原理相位噪声的测量原理主要基于相位敏感检测技术。

相位敏感检测器(PSD)是一种常用的传感器,它能将信号的相位变化转换为电压信号。

在测量过程中,将被测信号与参考信号进行相位比较,得到相位差信号。

通过分析相位差信号的统计特性,可以得到相位噪声的功率谱密度(PSD)。

2.测量步骤(1)连接被测信号和参考信号:将信号输入到相噪仪,并连接参考信号源。

(2)设置参数:根据被测信号的频率范围和噪声特性,设置相噪仪的相关参数,如带宽、积分时间等。

(3)开始测量:启动相噪仪,进行自动测量。

(4)读取数据:测量完成后,读取相位噪声的PSD曲线。

3.测量注意事项(1)确保被测信号和参考信号的质量,避免引入测量误差。

(2)在测量过程中,避免电磁干扰和振动影响。

(3)合理设置相噪仪的参数,以获得较高的测量精度。

三、相噪仪在实际应用中的重要性相噪仪在通信、雷达、导航等领域的实际应用具有重要意义。

通过测量和分析相位噪声,可以评估无线电设备的性能,如稳定性和可靠性。

此外,相噪仪还可用于优化系统设计,提高信号传输质量和接收灵敏度。

在工程实践中,相噪仪为无线电设备的研发和生产提供了有力保障。

四、未来发展趋势与应用前景随着科技的不断发展,对无线电设备性能的要求越来越高。

未来,相噪仪将朝着更高精度、更宽频率范围、更多功能的方向发展。

微波测量第七章噪声相位噪声测试

微波测量第七章噪声相位噪声测试
适用于测量漂移较小但相位噪声相对较高的 信号源,尤其适用于快速、定性地初步测试信号 源性能。
相位噪声测试——直接频谱法测试
方法局限性:
➢不能分辨调幅噪声还是调频噪声
要求待测振荡器的调幅噪声远小于调频噪声
➢频谱仪的动态范围和分辨力要适合待测振荡 源相位噪声边带电平和载波电平的要求
分辨率主要决定于频谱仪本身3dB带宽和矩形系 数,以及频谱仪的剩余调频噪声和本振边带噪声电 平
式中,B=1.2B3dB 。
B3d声测试——直接频谱法测试实例
分辨率带宽选择1kHz
相位噪声 L(10kHZ)= -77-(-10)-10lg(1.2×103)+2.5= -95.3 dBc/Hz
相位噪声测试——直接频谱法测试
优点:
➢使用灵活,测试方便
➢精确显示离散干扰
接收机的影响
相位噪声的测试方法
➢ 频谱测量法 ➢ 鉴相法 ➢ 鉴频法 ➢ 相关测量法
直接频谱法测相位噪声
振荡器输出端直接连接到频谱仪输入端 测量载波功率P0
在偏离载波fm处,测量边带功率PSSB 利用
L(fm)=(PSSB-P0)-10lgB+2.5 (dBc/Hz)
电压起伏谱密度: S V (F ) ( V rm )2/sB(V 2/H ) z
相位起伏谱密度:
S(F)
SV(F) 2Vr2ms
(B---- 频谱仪带宽)
合作愉快
2011

相位噪声的测试方法

相位噪声的测试方法

胡为东系列文章之七相位噪声的时域测量方法美国力科公司胡为东摘要:相位噪声主要是衡量因信号的相位变化而带来的噪声,在频域中表现为噪声的频谱,在时域中又表现为信号边沿位置的抖动,因此在实际应用中,相位噪声和信号的抖动其实本质是相同的。

本文就将对相位噪声以及TIE抖动(Time Interval Error,时间间隔误差,也叫相位抖动)的概念及相互关系做一简要介绍并详细介绍了使用力科示波器如何测量TIE 抖动并将其转换为相位噪声的。

关键词:力科相位噪声TIE 抖动一、相位噪声的基本概念一个时钟信号或者一个时钟信号的一次谐波可以用一个如下的正弦波形来表示:(),其中为时钟频率,为初始相位,如果为常数,那么的傅里叶变换频谱图应该为一条谱线,如图1中的左图所示,但是如果发生变化,则原本规则的周期正弦信号在变化的过程中将会出现拐点,且频谱也将变得不仅仅是一条谱线,而是可能由分布在时钟频率周围的很多条谱线构成的更为复杂的频谱图,如图1中的右图所示,其中频谱波形在fc附近多出的谱线即为相位噪声谱(或者叫做相位抖动谱)。

因为初始相位的变化而引起的噪声称为相位噪声,因此对于一个正弦时钟信号或者时钟信号的一次谐波来说,在理论上应该是为零的,此时上述公式中的则完全为相位噪声成分。

fcAfcA图1 正弦信号的频谱(无相位变化以及有相位变化的可能情形)为了更为精确的描述相位噪声,通常定义其为在某一给定偏移频率处的dBc/Hz值,其中,dBc是以dB为单位的该频率处功率与总功率的比值。

如一个振荡器在某一偏移频率处的相位噪声定义为在该频率处1Hz带宽内的信号功率与信号的总功率比值,即在fm频率处1Hz范围内的面积与整个噪声频下的所有面积之比,如下图2所示。

图2 相位噪声的基本定义二、TIE抖动的基本概念及其与相位噪声的关系TIE(Time Interval Error),时间间隔误差,是指信号的实际边沿与其理想边沿之间的偏差,理想边沿可以为固定频率信号的边沿位置,如100MHZ的信号,那么上升边沿位置就固定在10ns的整数倍位置处;也可以通过CDR(时钟数据恢复)的方法恢复出的时钟作为理想时钟。

相位噪声指标

相位噪声指标

相位噪声指标一、相位噪声的定义与重要性相位噪声是指信号在传输过程中,由于各种因素导致的相位波动。

在通信、雷达、精密测量等领域,相位噪声对系统性能的影响尤为关键。

减小相位噪声,提高信号质量,对于提升系统性能具有重要意义。

二、相位噪声指标的分类与含义1.单边相位噪声:指信号在一个频率范围内,相位噪声的功率谱密度。

通常用dbc/Hz或dbc/Hz表示。

2.双边相位噪声:与单边相位噪声类似,但在频率范围内,双边相位噪声的评估更加全面,包括了上下两个频率边界的影响。

3.相位噪声斜率:描述相位噪声随着频率变化的特性,通常用dBc/dBHz 或dBc/dBHz表示。

4.相位噪声带宽:指在一定频率范围内,相位噪声贡献最大的频率宽度。

三、相位噪声的计算与评估方法1.计算方法:根据信号的功率谱密度(PSD)计算相位噪声,通常采用以下公式:NL(f) = 10 log10 (Psd_noise / Psd_fund)其中,NL(f)为相位噪声,Psd_noise为噪声功率谱密度,Psd_fund为信号fundamental功率谱密度。

2.评估方法:通过对比不同设备的相位噪声指标,评估其在实际应用中的性能优劣。

四、相位噪声在实际应用中的作用与优化策略1.作用:相位噪声会影响系统的稳定性、灵敏度、分辨率和抗干扰能力等性能。

2.优化策略:(1)选用低相位噪声的器件,如高品质的振荡器、滤波器和放大器等;(2)合理布局和屏蔽,降低电磁干扰;(3)采用闭环控制和自适应算法,提高系统的抗干扰能力;(4)优化系统设计和参数配置,提高整体性能。

五、总结与展望相位噪声在通信、雷达、精密测量等领域具有重要作用。

了解相位噪声的定义、指标分类、计算方法和实际应用,有助于我们更好地分析和优化系统性能。

随着技术的不断发展,未来相位噪声指标将更加严格,低相位噪声设备和高性能系统将成为研究热点。

相位噪声测试

相位噪声测试

相关测量法
结合了2个重复的单通道参考信号源或锁相 回路系统,在两个独立通道的输出端进行 互相关操作。 原理:被测源信号在输入端被功分成两路, 经过锁相环路,与两个独立的本振混频后 进行A/D转换和傅里叶变换,输出信号之间 做相关数字信号处理计算。
优点:易于操作、无需复杂设置及系统校 准 可在较为广泛的频率偏置范围内测量较低 的相位噪声,能提高相位噪声测量的灵敏 度,能区分相位噪声与调幅噪声,但需要 较长时间来完成近载频的低相位噪声测量。
相位噪声测试
相位噪声的概念
相位噪声是指在系统内各种噪声作用下引 起的输出信号相位的随机起伏。 频率短期稳定度
(秒与秒以下) 相位噪声 频率长期稳定度 (小时、日、月、年)
理想的正弦波信号:
真正的正弦信号:
单边带(SSB)相位噪声£(f)
直接频谱仪法
用频谱分析仪直接测量待测频率源相位噪声 优点:简单、易操作、成本低 缺点:受频谱仪自身因素影响 适用于:测量相位噪声指标较差或调幅噪声 小的频率源,以及普通实验室内或外场对相 位噪声的预估计测试
鉴相法
将被测信号与一同频高稳定的参考源进行 正交鉴相 原理:被测源信号与参考源信号同频相位 正交,相位起伏就可转换为电压变化,若 参考源信号足够小,即可由电压变化计算 出被测源信号的相位变化。
优点:灵敏度高、被测信号频率范围宽 缺点:需要高稳定的参考信号源、不易实 现自动化测量 适用于:高稳定度频率源的相位噪声测量, 以及校准实验室内相位噪声的量值传递
鉴频法
用鉴频器将被测源的频率起伏变换为电压 起伏,用基带频谱仪测量,直接得出被测 源信号频率起伏功率谱,进而可求出相位 噪声功率谱或者相对单边功率谱。
优点:不需要参考频率源、低的宽频带噪 声底部、抑制调幅、结

相位噪声基础及测试原理和方法

相位噪声基础及测试原理和方法

相位噪声基础及测试原理和方法相位噪声是指在波形信号中,信号的相位随时间的变化引起的误差或扰动。

相位噪声对于许多通信系统和测量系统都是一个非常重要的参数,因为它会影响信号的稳定性和准确性。

本文将介绍相位噪声的基础知识、测试原理和方法。

一、相位噪声的基础知识相位噪声是指信号在频率上的扩展,它的频谱密度随频率的增加而增大。

相位噪声可以分为两种类型:低频相位噪声和高频相位噪声。

低频相位噪声是指在较低的频率范围内信号相位的波动,而高频相位噪声则是指在较高的频率范围内信号相位的波动。

相位噪声可以由多种因素引起,包括信号源的本身性能、环境噪声和非线性失真等。

其中,信号源的相位噪声对于通信系统的性能有较大的影响,因为它会引起信号的抖动和时钟误差。

为了准确测量信号源的相位噪声,我们需要使用相位噪声测试仪。

常用的相位噪声测试仪有频率鉴相器、相位抖动测试仪和数字频率合成器等。

1.频率鉴相器法:频率鉴相器法是一种直接测量相位噪声的方法。

它的基本原理是将待测信号与参考信号进行鉴相,然后通过解调信号来获取相位噪声的频谱密度。

频率鉴相器法的优点是能够直接测量相位噪声,但缺点是需要提供一个好的参考信号。

2.相位抖动测试仪法:相位抖动测试仪法是一种间接测量相位噪声的方法。

它的基本原理是通过测量信号的抖动来推导相位噪声的频谱密度。

相位抖动测试仪法的优点是测量简单,不需要提供参考信号,但缺点是测量精度相对较低。

3.数字频率合成器法:数字频率合成器法是一种综合利用数字信号处理技术来测量相位噪声的方法。

它的基本原理是通过数字信号处理算法来估计信号的相位噪声频谱密度。

数字频率合成器法的优点是测量精度高,但缺点是需要复杂的数字信号处理算法。

除了上述方法,还可以使用功率谱仪和频谱分析仪等设备来测量相位噪声。

三、相位噪声测试的注意事项在进行相位噪声测试时,需要注意以下几点:1.选择合适的测量设备:不同的相位噪声测试原理和方法适用于不同的应用场景,需要根据具体情况选择合适的测量设备。

相位噪声计算公式

相位噪声计算公式

相位噪声计算公式
相位噪声(Phase noise)是衡量振荡器内部或者传输介质上的无线信号的定性指标,它的大小取决于频率和时间的折衷。

一般来说,相位噪声就是指振荡器在特定频率附近的振幅噪声。

一、定义
相位噪声(Phase noise)是指振荡信号中,频率相近或相同的不同分量之间相隔称为相位噪声,给振荡器固有的波长造成干扰,即一个振荡器的质量由其所产生的相位噪声的强烈程度决定。

二、应用
相位噪声在无线通信系统中比较关键,它能够影响信号的接收质量,从而影响数据误码或噪声,从而影响系统的可靠性和稳定性。

在很多系统应用中,会对相位噪声进行严格的评价,以保证无线通信系统正常运行。

例如、由于相位噪声会影响上行信号提供者和下行信号接收者之间的同步,在业务可用性或服务质量方面都会带来负面影响。

三、测量方法
1、模拟法:基于有限调制技术,用取样和傅里叶变换来测量相位噪声。

2、数字法:使用示波器和计算机,使用信号分析软件来测量相位噪声;
3、参数提取法:使用参数提取方法,计算信号和噪声的带宽以便测量相位噪声。

四、计算公式
相位噪声计算公式为:
PN(f) = PN0 + 10log(f/f0) + 10log(Δf/BW)
其中:f为信号频率,f0为带外信号频率等级,Δf为噪声带宽,BW为原始信号带宽,PN0为带外信号强度。

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摘要:相位噪声指标对于当前的射频微波系统、移动通信系统、雷达系统等电子系统影响非常明显,将直接影响系统指标的优劣。

该项指标对于系统的研发、设计均具有指导意义。

相位噪声指标的测试手段很多,如何能够精准的测量该指标是射频微波领域的一项重要任务。

随着当前接收机相位噪声指标越来越高,相应的测试技术和测试手段也有了很大的进步。

同时,与相位噪声测试相关的其他测试需求也越来越多,如何准确的进行这些指标的测试也愈发重要。

1、引言随着电子技术的发展,器件的噪声系数越来越低,放大器的动态范围也越来越大,增益也大有提高,使得电路系统的灵敏度和选择性以及线性度等主要技术指标都得到较好的解决。

同时,随着技术的不断提高,对电路系统又提出了更高的要求,这就要求电路系统必须具有较低的相位噪声,在现代技术中,相位噪声已成为限制电路系统的主要因素。

低相位噪声对于提高电路系统性能起到重要作用。

相位噪声好坏对通讯系统有很大影响,尤其现代通讯系统中状态很多,频道又很密集,并且不断的变换,所以对相位噪声的要求也愈来愈高。

如果本振信号的相位噪声较差,会增加通信中的误码率,影响载频跟踪精度。

相位噪声不好,不仅增加误码率、影响载频跟踪精度,还影响通信接收机信道内、外性能测量,相位噪声对邻近频道选择性有影响。

如果要求接收机选择性越高,则相位噪声就必须更好,要求接收机灵敏度越高,相位噪声也必须更好。

总之,对于现代通信的各种接收机,相位噪声指标尤为重要,对于该指标的精准测试要求也越来越高,相应的技术手段要求也越来越高。

2、相位噪声基础2.1、什么是相位噪声相位噪声是振荡器在短时间内频率稳定度的度量参数。

它来源于振荡器输出信号由噪声引起的相位、频率的变化。

频率稳定度分为两个方面:长期稳定度和短期稳定度,其中,短期稳定度在时域内用艾伦方差来表示,在频域内用相位噪声来表示。

2.2、相位噪声的定义以载波的幅度为参考,在偏移一定的频率下的单边带相对噪声功率。

这个数值是指在1Hz的带宽下的相对噪声电平,其单位为dBc/Hz。

该定义最早是基于频谱仪法测试相位噪声,不区分调幅噪声和调相噪声。

单边带相位噪声L(f)定义为随机相位波动单边带功率谱密度Sφ(f)的一半,其单位为dBc/Hz。

其中Sφ(f)为随机相位波动φ(t)的单边带功率谱密度,其物理量纲是rad2/Hz。

该定义基于鉴相器法测量相位噪声,使载波降频变换为接近直流,高噪声下,会引起L(f)和Sφ(f)之间显著的差异。

3、CW信号相位噪声的测试原理及方法3.1、频谱仪测试法3.1.1、直接频谱分析(Marker Function)该方法按照相位噪声的基本定义,首先测量中心载波的信号功率,然后测量某一频偏处噪声功率,最后做计算即可得到相位噪声值。

3.1.2、频谱仪自动测试(Phase Noise)该方法还是基于频谱仪测试载波功率和噪声功率,但是可以自动进行测试,并显示出完整的测试曲线,频偏范围可以自由设定,操作简便快捷,精准度比频谱仪直接测试法要高,测试速度要快。

总之,频谱仪法测试相位噪声均基于频谱测试的结果进行相位噪声的计算,该测试法无法区分调幅噪声和相位噪声,灵敏度受仪器固有的相位噪声限制,无载波抑制,测量范围受分辨率滤波器形状因子限制,动态范围有限等缺点;但是,该方法测试设置简单、快捷,频率偏移范围大,可测试很多信号源的特性,比如:杂散发射、邻信道功率泄漏、高次谐波;并且可以直接显示相位噪声曲线(当调幅噪声忽略不计时)。

3.2、鉴相器测试法3.2.1、鉴相器测试原理鉴相器法是采用被测信号源与一同频参考信号源进行鉴相,鉴相器输出信号经低通滤波器和低噪声放大器后输入到频谱仪或接收机中。

鉴相器输入信号两路正交信号:鉴相器的输出信号UIF(t):经低通滤波,并假定ƒL= ƒR ,得到:对于小的相差,简化得到:3.2.2、延迟线测试法延迟线法是把被测信号分成两路,一路信号经过延迟线后与另一路经过一个移相器移相后的信号进行鉴相,然后再滤波放大分析。

延迟线的作用是将频率的变化转化为相位的变化,当频率变化时,将在延迟线中引起相位正比例的变化。

双平衡混频器将相位变化转化为电压变化。

该测试方法具有载波抑制、调幅噪声测试功能,测试时不需要额外的参考源,不需要信号同步,频率漂移不再是问题。

但是该测试方法高频时损耗较大,使得测试灵敏度较低,而且测试时需要校准,操作较为复杂。

3.2.3、锁相环测试法由于振荡器的相位跳动,90度的相位偏移并不能时刻稳定。

因此需要引人锁相环路对相位进行锁定,以保证两路信号相位稳定的相差90度。

由于锁相环路的引入会对相位噪声测量带来影响,在环路带宽内,振荡器的相位噪声将会被改善,因此在测量过程中需要对环路带宽内的相位噪声进行修正。

通过锁相环的环路带宽特性,可以计算出环路增益,从而可以对测量结果进行修正。

鉴相器法测试相位噪声具有很多优点。

其中一个重要优点是鉴相后信号的载波被抑制,接收机的中频增益与载波电平无关,因此可以大大提高相位噪声的测试灵敏度。

另外,可以采用低噪声放大器对鉴相后的信号进行放大,从而可以降低测量接收机的噪声系数,从而进一步提高其测试灵敏度。

同时,对于信号中同时存在的AM噪声和相位噪声。

可以通过调整两路信号的相位差,使鉴相器可以分辨AM噪声和相位噪声。

如果两路鉴相信号相位相差90°,则鉴相后输出对AM噪声的抑制可以高达40dB,当两路鉴相信号相位相差 0°时,则输出结果仅有AM噪声。

该测试方法的另一优点是,相位噪声的测试不在受参考源的限制,因为可以选择非常好的相位噪声的源作为测量的参考。

该测试方法还可以采用双DUT法进行相位噪声的测量,当存在两个相同的高性能被测信号源时可以采用该方法,测量结果需要做3dB的修正。

但是,对于该测试方法也有相应的局限性,该方法设置相对复杂,测量前有时需要做测试校准和PLL参数计算;相对频谱仪方法来说,鉴相器法的测量频偏范围较窄。

同时,由于信号源特性除了相位噪声指标外,还需要测量如谐波特性,杂散特性,邻信道抑制比等指标,而该方法则无法完成这些测量,还需要用频谱仪功能来实现。

3.3、数字相位解调测试法针对以上测试方法的不足,目前最新的相位噪声测试的方法为数字相位解调法。

该测试方法可以直接进行I/Q解调测量, 转换为Sf(f), 再计算L(f)。

数字相位解调法无鉴相器和锁相环,所以不需要进行环路带宽修正,可以简化校准过程。

该测试方法可以测量CW相位噪声,脉冲相位噪声,附加相位噪声,脉冲附加相位噪声等多项指标。

同时该测试方法具有极低的参考源相位噪声、高速互相关,可以明显提高测试的灵敏度。

并且可以在大信号存在时测量小电平信号的相位噪声。

4、脉冲信号相位噪声测试原理和方法脉冲调制信号的频谱包含了中心谱线和不同PRF处的谱线。

根据相位噪声的定义,测试脉冲调制信号的相位噪声就需要针对不同脉冲调制参数对被测信号进行滤波。

4.1、鉴相器法与使用鉴相器法测试CW信号的相位噪声相比,测试脉冲信号的相位噪声指标就需要PRF滤波。

对PRF滤波也有明确的要求:PRF滤波器必须带内平坦度好、边缘陡峭;不同的PRF频率需要不同的PRF滤波器;PRF滤波器必须在PRF/2之内有平坦的通带,在PRF之外有很大衰减;同时PRF滤波器衰减了PRF馈通,总之该PRF相当复杂,实现起来很困难,操作也比较复杂。

4.2、数字相位解调法数字相位解调法得益于强大的数字处理能力,测试脉冲调制信号的相位噪声实现起来就比较简单,该测试方法具有与CW信号相位噪声测试相同的结构框图,没有鉴相器,无需对参考信号进行脉冲调制。

PRF滤波器和脉宽加时间门在DSP中实现,易于处理不同PRF,无需复杂的校准,也可实现脉冲附加相噪的测量。

使用数字相位解调法测量脉冲信号的相位噪声首先采用零扫宽自动检测脉宽和周期,检测到脉冲信号之后可以自动的根据脉宽设置时间门长度,根据周期设置最大频偏,然后进行测试。

最大可测量频偏为PRF/2,并且测试时间与连续波时相同。

测试效率较高,操作相对比较简单、方便。

5、其他相关测试5.1、附加(残余)相位噪声的测试原理和方法所谓附加相位噪声是指由器件或电路附加的相位噪声。

例如放大器,上、下变频器等。

直接使用频谱分析仪或者具有鉴相器法测试功能的信号源分析仪测试附加相位噪声时,一般都需要使用外部信号源和移相器,信号源和移相器指标的好坏会直接影响测试结果,并且实际操作非常复杂(需要精准的调节移相器的相位),由于附加相位噪声指标一般来说都比较低,所以该测试方法测试的结果尤其是准确度比较难以令人满意。

采用具有内部信号源的数字相位解调法进行附加相位噪声的测试操作比较简单方便,当选择“附加相噪”时,自动对内部硬件进行重新配置,该测试方法无需鉴相器和移相器,而且内部低噪声频率合成器产生 DUT 激励信号,所以该方法很大程度上简化了测量和校准设置。

5.2、调幅噪声的测试原理和方法调幅噪声测试常用的方法有两种:一种是使用二极管检波器进行检波,但该方法需要外置一个二极管检波器,需要进行复杂的校准。

另一种方法是使用AM解调的方法。

使用AM解调的方法操作相对简单,并且可以同时测试相位噪声和AM噪声。

采用互相关法的话还可以大大提高测试灵敏度。

5.3、VCO测试VCO测试对于VCO研发设计、生产使用具有重要的意义,目前的相位噪声分析仪可以进行完整的VCO测试,对被测VCO提供直流供电以及调谐供电,并测试VCO的所有参数。

5.4、瞬态测试基于目前的相位噪声分析仪可以进行瞬态测试,瞬态测试主要应用于跳频信号的测试,尤其是宽带跳频信号的跳频时间测试。

瞬态测试一般可以分为窄带模式和宽带模式,目前宽带跳频信号的分析功能可以实现256MHz-8GHz频段范围内的跳频信号的分析。

该应用使得宽带跳频时间测试变得极为简单。

6、提高相位噪声测试灵敏度的互相关算法无论测试CW信号相位噪声还是脉冲信号的相位噪声指标,亦或是测试AM噪声等相关测试,测量结果都会受到参考源和鉴相器本身相位噪声的影响。

为了进一步提高测试灵敏度,降低参考源和鉴相器的影响,可以在鉴相器法或数字相位解调法的基础之上采用互相关技术。

其方法的核心为互相关电路以及互相关算法。

被测信号被分成两路,一路信号与一参考信号源进行鉴相或数字解调,而另一路信号则与另一参考源进行鉴相或数字解调,两路输出信号分别进行滤波、放大和ADC采样,然后进行互相关运算。

互相关技术对测量灵敏度的提高程度取决于互相关运算次数。

通过对10000次测量结果求和,参考振荡器和测试系统的噪声测试性能可提高20 dB。

但是,随着互相关次数的增多,测试的时间会有所加长,尤其是载波近端的相位噪声测试,多次互相关将需要很长的测试时间。

尤其是鉴相器法采用互相关算法时会带来较长的测试时间,而数字相位解调法基于强大的数字信号处理能力,与鉴相器法采用互相关算法相比较,测试速度会有较大的提高,大大提高测试的效率。

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