1. 直接頻譜測量方法
這是簡單經典的相位測量技術。如圖2所示,將被測件(DUT)的信號輸入頻譜儀/信號荔枝视频APP下载污污黄色,將信號荔枝视频APP下载污污黄色調諧到被測件頻率,直接測量振蕩器的功率譜密度(f)。由於該方法對頻譜密度的測量是在存在載波的情況下進行,因此頻譜儀/信號荔枝视频APP下载污污黄色的動態範圍對測量範圍有較大影響。
雖然不太適合測量非常靠近載波的相位噪聲,但該方法可以非常方便地快速測定具有相對高噪聲的信號源質量。測量在滿足以下條件時有效:
頻譜儀/信號荔枝视频APP下载污污黄色在相關偏置時的本身SSB相位噪聲必須低於被測件噪聲。
由於頻譜儀/信號荔枝视频APP下载污污黄色測量總體噪聲功率,不會區分調幅噪聲與相位噪聲,被測件的調幅噪聲必須遠低於相位噪聲(通常10dB即可)。
2. 鑒相器測量方法
如果需要分離相位噪聲和調幅噪聲,則需使用鑒相器法進行相位噪聲的測量。圖3描述了鑒相器技術的基礎概念。鑒相器可將兩個輸入信號的相位差轉換為鑒相器輸出端的電壓。相位差設置為90°(正交)時,電壓輸出為0V。偏離正交的任何相位波動都將引發輸出端的電壓變化。
目前已根據鑒相器原理開發了多種測量方法。其中,參考信號源/PLL(鎖相環) 和鑒頻器方法應用*廣泛。
3. 參考信號源/PLL測量方法
如圖4所示,該方法是將雙平衡混頻器用作鑒相器。兩個信號源,分別來自被測件和參考信號源,為混頻器提供輸入。調整參考信號源與被測件具有相同的載波頻率(fc),並設為額定相位正交(異相90°)。混頻器的相加頻率(2fc)將由低通濾波器(LPF)濾出,混頻器的相減差頻為0Hz(dc),平均電壓輸出為0V。
該直流信號帶有交流電壓波動,該波動與兩個輸入信號的合成(總rms)噪聲成比例。為了測量被測件信號的相位噪聲,參考信號源的相位噪聲應該低至可忽略水平,或者得到了很好的表征。基帶信號通常會在放大後輸入基帶頻譜荔枝视频APP下载污污黄色。
參考信號源/PLL方法提供總體靈敏度和*廣泛的測量範圍(例如0.01Hz 至100MHz的頻率偏置範圍)。另外,該方法對AM噪聲不敏感,並可以跟蹤漂移信號源。但是該方法需要一個幹淨的可電子調諧參考信號源,而且在測量高漂移率信號源時需要參考信號源必須具有寬的調諧範圍。
4. 鑒頻器測量方法
鑒頻器方法是鑒相技術的一種,該方法無需使用參考信號源。鑒頻器方法降低了測量靈敏度(尤其在偏置頻率靠近載波時),但是當被測件是更大的噪聲源,具有高電平、低速率的相位噪聲或者鄰近載頻的雜散邊帶較高時,會影響鑒相器 PLL技術的測量,鑒頻器方法則非常適用。
圖5顯示的是使用延遲線的鑒頻器方法。將被測件信號經功分器分到兩路通道,一路信號相對於另一路信號產生延遲。延遲線將頻率起伏轉換為相位起伏。調整延遲線或移相器從而確保混頻器(鑒相器)的兩個輸入相位正交。之後,鑒相器將相位波動轉換為電壓波動,電壓波動以頻率噪聲形式在基帶頻譜荔枝视频APP下载污污黄色上顯示。隨後,頻率噪聲轉換為被測件的相位噪聲讀數。
較長的延遲線可提高靈敏度,但延遲線的插入損耗可能超過信號源功率,並且無法進一步改進。並且,較長延遲線會限製可測得的偏置頻率。因此該方法非常適用於自由振蕩信號源,例如LC振蕩器或晶體振蕩器。
5.外差(數字)鑒相器測量方法
外差(數字)鑒相器方法是模擬延遲線鑒相器方法的修改版,可以測量相對較大相位噪聲的不穩定信號源和振蕩器。相比PLL方法,該方法具有更寬的相位噪聲測量範圍,在任何頻率上都不需要重新連接模擬延遲線。與上述鑒頻器方法不同,其相位噪聲測量的總體動態範圍會受到LNA和ADC的限製。後麵會介紹如何通過互相關技術來改善這一限製。將延遲時間設置為零時,外差(數字)鑒相器方法還可以提供方便AM噪聲測量,其設置和射頻端口連接與進行相位噪聲測量時相同。
該方法僅適用於Agilent E5052B信號源荔枝视频APP下载污污黄色。參見下圖顯示的功能方框圖。
6. 雙通道互相關測量技術
該技術結合了兩個重複的單通道參考信號源/PLL係統,將各個通道的輸出端之間進行互相關操作(如下圖)。
通過每個通道的被測件噪聲是相幹的且不會受到互相關的影響;但是每個通道的內部產生的噪聲不相幹,並且通過互相關操作以M½(M是互相關級數)速率的降低。這可以表示為:Nmeas = NDUT + (N1 + N2)/M1/2
其中,Nmeas是顯示屏顯示的測得總噪聲,NDUT是被測件噪聲,N1和N2分別是通道1和通道2的內部噪聲,M是互相關級數。
雙通道互相關技術無需非常好的硬件性能,便可實現出色的測量靈敏度。但是,互相關級數增加會影響到測量速度。相位噪聲的含義和主要測量方法 相位噪聲的含義和主要測量方法 相位噪聲的含義和主要測量方法 相位噪聲的含義和主要測量方法 相位噪聲的含義和主要測量方法