一种实用的光电振荡器相位噪声测量系统

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1、其它中文核心期刊一种实用的光电振荡器相位噪声测量系统池金刚，金韬，池灏，徐伟，赵欣慰，邓圆（浙江大学信息与电子工程学系，杭州310027）摘要：提出一种实用的光电振荡器的相位噪声测量系统和新的系统参数校准方法。该测量系统和校准方法所需器件少，成本低，可测量各种结构的光电振荡器。实验结果与理论分析取得良好的一致性。关键词：光电振荡器；相位噪声；光纤延迟线；鉴频系数；系统校准中图分类号：TN929.1文献标识码：A文章编号：1002-5561（2013）04-0047-04Practicalsystemforphasenoisemeasurement

2、ofoptoelectronicoscillatorsCHIJin-gang,JINTao,CHIHao,XUWei,ZHAOXin-wei,DENGYuan(DepartmentofInformationScienceandElectronicEngineering,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China)Abstract:Apracticalsystemandanewsystemcalibrationmethodhasbeenproposedtomeasurethephasenoiseperforman

3、ceforoptoelectronicoscillators(OEO).Itisadvantageoustousethemethodbecauseofitslowcost,fewerdevicesthatrequiredandthecapabilityofmeasuringvariousoptoelectronicoscillatorswithdiffer-entstructures.Theexperimentalresultsandthetheoreticalanalysishasgoodconsistency.Keywords:opto-el

4、ectronicoscillator;phasenoise;opticfiberdelay-line;discriminatorconstant;systemcali-bration带电延迟线制作也很困难[5,6]0引言。本文利用光电振荡器输为了测试光电振荡器的性能，信号源的相位噪声出的光、电两种信号，使用光纤延迟线和混频器作为测量显得越来越重要[1]。通常的测量方法是将光电振鉴频器，将光电振荡器的微波信号的频率波动变换为荡器（OEO）的微波信号与一个基准参考微波信号正交示波器可测的电压波动，从而实现相位噪声测量；通混频，再检测基带噪声电压来测量

5、其相位噪声，然而过调节可变延迟线获得两路信号相位差与输出信号基于这种原理的外差测量法以及拍频测量法要求基幅度的曲线，计算出系统参数，实现系统校准，降低了准参考信号源必须与被测光电振荡器工作在同一中测量难度和系统费用，提高了测量技术的实用性。心频率且具有极低的相位噪声[2]，这不仅限制了光电振荡器振荡频率的可调谐性，而且这种高性能参考信1理论分析和方法号源也很难获得，降低了测量方法的通用性与实用鉴频法测量光电振荡器相位噪声使用一段光纤性；双光子延迟线互相关法和零差法测量技术虽然不延迟线和一个双平衡混频器实现鉴频器功能[7]，其原需要参考信号源，但是

6、其结构复杂，所需实验器件较理结构如图1所示。光电振荡器输出的光信号经光纤多，相对测量费用较高[3,4延迟线产生时间延迟后，将光电振荡器的振荡信号产；使用电延迟线的零差法测量技术虽然很好地克服了外差法的不足，不需要参考信生的频率波动转换成相位波动，再经光电检测器（PD）号源，但电延迟线对高频微波信号的衰减较大，且宽转换成微波信号，与光电振荡器输出的微波信号进入混频器混频，调节可调光纤延迟线，使得两路信号正收稿日期：2012-12-25。交，混频器将信号的相位波动转换为电压波动，经低基金项目：国家自然科学基金（61275027）资助；区域光纤通信网与

7、新型光通信系统国家重点实验室开放基金资助。通滤波器滤波、低噪声放大器信号放大后送入数字示作者简介：池金刚（1986-），男，湖北大悟人，硕士研究生，主要研究方向波器，并进行信号分析，测得电压波动量的电压功率为光通信技术。谱，从而测出信号的相位噪声。2013年第4期輨輵訛其它池金刚，金韬，池灏，等：一种实用的光电振荡器相位噪声测量系统功率谱密度SΔv(fm)，得出信号的频率波动的功率谱密度SΔf(fm)。由于振荡器在中心频率处的相位偏差远小于1弧度，根据相位噪声定义，可得到光电振荡器微波信号的相对单边带相位噪声功率谱密度[7]为：L(fm)(dBc

8、/Hz)=SΔv(fm)-Kd-20lgfm-NBW-3(4)式中，Kd为对数值，NBW=10lg(Bm/1Hz)为测量噪声校正带宽，即