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1、空间电子技术2003年第1期本振相位噪声及其对接收机性能的影响C.JohnGreeneperbkm著和新阳译摘要本文是一篇译文,介绍了本振相位噪声的概念及其对不同类型接收机。的影响对于系统设计师如何针对系统的自身特点提出本振的相位噪声指标具有很。好的参考价值关键词本振相位噪声接收机。所有的超外差接收机都使用一个或者几个本振在解调之前把输人频率变换到中频对于理想接收机来说,这些频率变换不会使输人信号产生畸变,所有的信息都能够被恢复出来。而,,对于实际的接收机来说混频器和本振都会使输人信号产生畸变从而降低了接收机的解调性。,能混频器对信号的恶化主要是混频
2、杂波可以通过正确设计接收机的其他部分而使其影响,,最小;而本振对信号的恶化主要是随机相位抖动(即通常所说的相位噪声)则只能通过本振白身来改善。。很多接收系统都需要低的相位噪声本振相位噪声会限制调频(FM)或者调相(PM)系统所能达到的最终信噪比,恶化某些调幅检波器的性能,限制相移键控(PSK)或者频移键控,(FSK)系统的最小误码率;在FM/Fl)M(频分多址)系统中相位噪声会限制接收系统的最大噪声功率比;相位噪声还会限制干涉测角系统的角度分辨率;当接收机的调谐频率附近有强干,。扰信号存在时的相互混频会造成接收机的噪声底抬高降低接收机恢复弱信号的能力
3、所有,。的这些效应都来自于本振相位噪声只能通过改善振荡器的相位噪声来减小其影响1理论简介。一个理想的振荡器在数学上可以用一个正弦波来描述V=。‘,、。。t〔]nn实际振荡器表现为幅度噪声调制(t)和相位噪声调制O(t)=n,、。。v[r+(t)〕c([。t+o(t)〕。这里、一个好的振(t)和0,l(t)都是随机过程荡器的幅度噪声调制功率远远小于相位,,,噪声调制功率此外接收机混频器通常工作于一个饱和输人功率这会减小其对本振幅度变。,,。化的敏感程度总之本振的幅度噪声对接收机性能影响不大通常被忽略不计.‘()n了飞。。、和新阳译自w、vw叼cJ,1I
4、I。弓illatorPleNoi、an〔1st、Ef:、Roeeive:Perfoa《、ofeCrm》:一收稿IJ期20()2门()n气:2003年第1期和新阳译本振相位噪声及其对接收机性能的影响。理想接收机中的混频器将RF输人和L(〕输人相乘得到其和频与差频通常用混频器后,。面的中频滤波器选出所需要的中频频率这个过程如图1所示假设输人信号是一个未调载,,波而本振是有相位噪声调制的变频器的输出频率是未调载波和本振频率的和频或者差频,“”,(取决于中频滤波器)本振的相位噪声被转移到射频信号上表现为对未调载波的相位调。。,制这个效应对输人调制信号的情况也
5、是适用的相位噪声造成信号解调器的附加噪声其。影响程度取决于调制类型、‘一’,COS磐六一丽一兮本、一‘陌甲狈赢摇践可器汗/2,以,毕‘’“牛’‘”n(‘’“一”“!eost+ont【姚()〕图1频率变换时本振相位噪声的影响2相位噪声的定义,。表征振荡器相位噪声的方法很多表1列出了几种通用的定义及其简单描述单边带,,(SSB)相位噪声是最常用的表征相位不稳定度的手段它可以直接用频谱仪测试前提是振荡器的调幅噪声很低而且频谱仪的本振相位噪声比待测件的好,频谱仪的相位噪声是这种测试。,方法灵敏度的限制因素当采用模拟频谱仪测试相位噪声时得到的结果通常比实际值好
6、2一3dB.造成这个误差的主要原因一是频谱仪在对数检波器后面进行了平均,二是频谱仪的分。辨率带宽与噪声带宽之间有差别还有其它的方法(例如专用的相位噪声测试仪)可以测量相,,。位噪声可以达到很高的灵敏度和准确度但是仪器的复杂程度也大为提高表1相位噪声的表征方法符号单位定义。,￡(f)击义{凡单边带相位噪声是振荡器不稳定度的频域表征方法也是最常用的表征方法,如果振荡,器的调幅噪声很低而且频谱仪的本振相噪比待测件的低那么可。二以用频谱分析仪来测试相位噪声单位dl头/比代表1凡带宽内噪声功率和载波功率的比值。。踢(f)1七2/凡频率起伏谱密度是指理想调频鉴频
7、器输出信号的功率谱密度只要在鉴频器输入端接上待,。测本振就可以在输出端用音频频谱分析仪来测量它。。队(f)RadZ/Hz相位起伏谱密度是指理想相位检波器输出信号的功率谱密度只要在检波,。器输入端接上待测本振就可以在输出端用音频频语分析仪来测量它。。SV(f)1/比相对频率起伏谱密度是泌f(f)除以振荡频率的平方这种表征方式的最大优点是其,不会随着倍频或者分频而变化所以可以用来衡量不同频率振荡器的相对品质。a,(:。不稳定度的时域表征方法。)两点阿伦方差振荡器测量方法是频率计在时间T。间隔里重复测量空间电子技术2003年第l期符号单位定义俄HZ寄。不稳
8、定度的表征方法。生调频是在一定偏移带宽内的均方根频率可以从。一定频率下限到上限的频率闪烁谱密度积分的方根计算
