一種新型的相位噪聲測試儀

圖4 互相關(guān)技術(shù)提高相位測量的靈敏度的原理頻率偏移范圍以及其他一些測量設(shè)置參數(shù)，像帶寬、濾波器類型、平均次數(shù)等都很容易設(shè)置，操作非常簡單。當(dāng)需要快速測量或者是固定的測量時(shí)，預(yù)設(shè)定更易于操作。

當(dāng)開始測量相位噪聲時(shí)，顯示屏上會(huì)顯示“Locked”或者“Unlocked”以表明鎖相環(huán)是否已經(jīng)鎖定，如果鎖定則測量可以開始。環(huán)路帶寬可以根據(jù)需要而改變，同時(shí)在測量過程中鑒相器的電壓輸出會(huì)在顯示屏上顯示?；谟行У倪\(yùn)算，使得用戶可以選擇以下其一功能：在測量過程中顯示所有的雜散分量（像由交流頻率干擾或鑒相頻率引起的雜散）；或者是消除所有的或特定指明的干擾分量。同時(shí)，F(xiàn)SUP也可以顯示完整的參數(shù)（像殘余調(diào)頻/調(diào)相或者是RMS抖動(dòng)等）。計(jì)算范圍在整個(gè)測試范圍內(nèi)，而綜合限制可以由用戶來設(shè)置。

為了保證能準(zhǔn)確測量振蕩器的相位噪聲，內(nèi)部參考源的相位噪聲相對于被測件來說必須要小到可以忽略的程度。RS FSUP的內(nèi)部參考源提供極好的相位噪聲特性以滿足測試的需求。在輸出頻率為640MHz、偏離載波10kHz時(shí)相位噪聲僅為-136dBc，偏離載波10MHz時(shí)為-165dBc。

利用互相關(guān)技術(shù)降低相位噪聲

安裝FSUP-B60選件后，信號源分析儀就配備了兩路平衡接收通道。這種對稱的結(jié)構(gòu)可以對兩路通道進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，通過這樣的運(yùn)算可以消除兩路參考源不相關(guān)的固有相位噪聲?；旌系牟糠挚梢酝ㄟ^平均來消除，因此最終剩下的只有被測件的固有噪聲。這樣使得靈敏度不再局限于內(nèi)部參考源的固有相位噪聲。測量的改善程度主要決定于平均的次數(shù)，而最大可以改善達(dá)20dB。

強(qiáng)大的頻譜分析儀功能

信號源分析儀FSUP集成了頂級性能的頻譜分析儀。這樣用戶就可以利用頻譜儀直接測量相位噪聲。這種測試方法的靈敏度決定于頻譜邊帶的功率譜密度。這樣的測試方法的缺點(diǎn)是顯而易見的：需要更多的測量時(shí)間，由于無法抑制載波所以靈敏度較低，因此測量動(dòng)態(tài)范圍比較低。另外，在頻譜儀模式下無法應(yīng)用互相關(guān)技術(shù)，也不能區(qū)分幅度噪聲和相位噪聲。對于用戶雜散的計(jì)算或消除也更為復(fù)雜。然而，利用頻譜儀測量的優(yōu)點(diǎn)也很明顯，它可以獲得很大的測量頻率偏移。因此，頻譜分析儀在測量相位噪聲中是一個(gè)必不可少的儀器。

當(dāng)測量諧波或干擾信號時(shí)，該儀器提供超越頻譜儀基本功能的能力，如雜散測量功能?？梢栽诟鞫蔚膾呙璺秶鷥?nèi)設(shè)置不同的測量參數(shù)，頻譜分析儀會(huì)自動(dòng)搜索干擾和雜散信號?？梢杂?jì)算高達(dá)100 000的雜散測量點(diǎn)數(shù)，而結(jié)果以一個(gè)列表的形式顯示。

在信號源特性測量中鄰信道功率同樣是一重要指標(biāo)。FSUP具有快速測量鄰信道功率的功能。用戶可以直接從預(yù)設(shè)置中選擇測量參數(shù)，也可以獨(dú)立設(shè)置信道帶寬和信道間距。FSUP的標(biāo)準(zhǔn)配置中同樣提供了很大的動(dòng)態(tài)范圍。

該儀器像FM/PM/AM解調(diào)器一樣可以測量振蕩器信號相對于時(shí)間的特性。因此具有對瞬態(tài)特性進(jìn)行寬帶分析和對由于高頻率切換引起的影響進(jìn)行測試的功能。

振蕩器的完整特性測量

為了記錄振蕩器的各種特性，同時(shí)利用鎖相環(huán)測試方法測量相位噪聲，用戶必須準(zhǔn)確設(shè)置壓控振蕩器的工作電壓和調(diào)諧電壓。為了滿足這樣的需要， FSUP提供了兩組獨(dú)立低噪聲直流電輸出端口。工作電壓和調(diào)諧電壓可以通過簡易的菜單進(jìn)行設(shè)置。電壓值可以基于測量的應(yīng)用而改變，但是不能超出允許的最大值和最小值。還可以設(shè)置電壓的輸出順序，從而可以以不同的電壓開始測量。為了滿足特殊的應(yīng)用，F(xiàn)SUP同時(shí)提供負(fù)電壓的輸出。

圖5 對輸出帶濾波器的振蕩器的測量可以說明通過互相關(guān)技術(shù)對靈敏度的改善。黃色的曲線沒有應(yīng)用互相關(guān)技術(shù)進(jìn)行測量的結(jié)果，而其他兩條測量曲線是應(yīng)用了互相關(guān)技術(shù)并采用不同平均次數(shù)的測量結(jié)果，這樣清楚地表明了靈敏度的提高程度決定于平均的次數(shù)為了測量壓控振蕩器的特性，需要進(jìn)行以下這些典型測量：在固定的工作電壓下，改變調(diào)諧電壓進(jìn)行測量（調(diào)諧特性），或者是固定調(diào)諧電壓，而改變工作電壓進(jìn)行測量（直流特性）；也可以在工作電壓和調(diào)諧電壓同時(shí)改變下測量；另外，這些參數(shù)的測量不僅可以在基波下測量，同時(shí)可以在諧波下測量。X軸上的參數(shù)可以是調(diào)諧電壓或頻率。對于這些測量用戶可以通過設(shè)定不同的測量點(diǎn)數(shù)來達(dá)到測量所需的分辨率。(end)