频谱分析仪测量相位噪声研究

《频谱分析仪测量相位噪声研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、万方数据2008年12月电子测试Dec．2008．蔓!兰期ELECTRONICTESTNo．12频谱分析仪测量相位噪声研究王豫桐，林伟，黄世震(福州大学福建省微电子与集成电路重点实验室福州350002)摘要：随着相位噪声测量技术的发展，不断有采用新技术的测量系统被开发出来，但基本的测量原理仍具有其优势并得到广泛应用。本文阐述了利用频谱分析仪测量相位噪声的几种基本方法，从原理上对测量方法进行了推导分析，并分析了每种测量方法的优缺点。在文章最后介绍了易于搭建的载波滤除测量方法，通过搭建测试平台进行实际测

2、量验证了此方法的可行性。关键词：相位噪声；延迟线法；零拍法；载波滤除中图分类号：TN957文献标识码：ATheoryandtechnologyofphasenoisemeasuringinspectrumanaylzerWangYutong，LinWei，HuangShizhen(FujiankeyLaboratoryofMicroelectronics&IntegratedCircuits，FuzhouUniversity，Fuzhou350002，China)Abstract．Withthede

3、velopmentofphasenoisetheoryandmeasurementtechnology，moreandmorenewmeasurementsystemsaredeveloped，andthebasicmeasurementtheoriesalsohavetheiradvantagesandalsobeused．Thispaperexpatiatesseveralmethodsofphasenoisemeas-urement，discussestheprincipleoftheseme

4、thodsandtheiradvantagesanddisadvantagesre-spectively．Intheend，thispaperintroducesoneeasilysetupmethod-carrierwavefiltration，andanalysesthismethodbydoingexperiment．Keywords：phasenoise；delaylinemethod；zero-beatmethod；carrierwavefiltrationO引言在移动通讯、宇航测控、雷达

5、等设计测试中，都离不开相位噪声的测量。在实际工作中对衡量信号发生器短期频率稳定度最直接、最重要指标之一的相位噪声，如何利用已有的测试设备，如何选用正确的测量方法对其进行准确、有效同时又简便地屯蚤理gi基ELECTRONICTEST测量是值得深入探讨的课题。1相位噪声和抖动衡量振荡信号噪声性能的参数有相位噪声和抖动。其中相位噪声是在频率域来衡量振荡信号的频谱纯度，抖动是在时间域来衡量振荡信号过零点的时间不确定性。在原理上，二者是等效的。实万方数据际上噪声的影响包含幅度和相位上的干扰，但稳定工作的振荡源

6、都存在一个幅度稳定机制，噪声影响就主要体现在对相位的扰动上。对于测量也可以从时域和频域角度考虑。在时域测量方法中有直接计数法、差拍计数法等；在频域测量方法中有直接频谱仪法、单源鉴相法、相位检波法、自相关法等。本文就分析频域测量的几种方法。2频域测量2．1直接频谱仪法直接频谱仪法是将高频或微波信号直接加到合适的频谱分析仪上，显示出包含载波和噪声的频谱，通过频谱分析仪得出载波功率P0及偏离载波厶处1Hz带宽内的的边带功率P跚(厶)，可以得出单边带相位噪声为：L(厂m)一PSsB(厶)一Po(1)但这个值

7、还不是相位噪声的实际值，还需要加以修正。因为频谱仪的分辨率带宽通常大于lHz，导致测得的P舄a(厶)大于实际的值，这里引入分辨率带宽标准化修正因子。DB。=10log磬(2)ul№式中：为频谱仪的分辨率带宽，为1Hz带宽。其次是测量随机噪声时产生的误差，这与频谱仪的具体型号有关，一般在频谱分析仪中，使用取样检波器对噪声电平的测量比有效值低2．5dB。根据这两项修正得到的最终结果为：L(厶)一PssB(^)一Po—E+2．5dB(3)2．2单源鉴相法俦输线调整图1单源鉴相法这种测量方法是利用振荡源自身

8、信号分成两路，随后进行混频比较的方法测量相位噪声，如图1所不。这里忽略幅度扰动的影响，假设被测源信号为：口(￡)=Vcos[叫+声(t)]一VcosEcot+筹coS(‰￡)](4)式中：声(￡)一等cos(‰￡)为相位扰动。信号经功分(U器分成两路，一路经延迟线调整为铆1(￡)：百Vcos{∞(￡一r)+A，．wcos[‰(≠一f)])(5)二“J榭式中：r为延迟时间，另一路经移相器则为忱(￡)一虿VcosEo,tq_甜／x。叫c。s(‰￡)+A2](6)两路经双平