測量信號源相位噪聲
發布時間:2023-10-23 責任編輯:lina
【導讀】為什麼不能隻使用頻譜分析儀 行業對成像雷達、移動通信、衛星通信、天氣監測等應用中的純頻譜信號的需求不斷增長。這需要對信號生成設備進行快速、準確和可重複的表征。需要專用的相位噪聲和幅度噪聲測量係統,其測量本底噪聲通常優於 -180 dBc/Hz。所需要的是測量晶體振蕩器(VCXO、OCXO)、SAW 振蕩器、合成器、鎖相環和 VCO(鎖定或自由運行高 Q)的相位噪聲以及附加相位噪聲的儀器。放大器、混頻器、分頻器和乘法器。
為什麼不能隻使用頻譜分析儀 行業對成像雷達、移動通信、衛星通信、天氣監測等應用中的純頻譜信號的需求不斷增長。這需要對信號生成設備進行快速、準確和可重複的表征。需要專用的相位噪聲和幅度噪聲測量係統,其測量本底噪聲通常優於 -180 dBc/Hz。所需要的是測量晶體振蕩器(VCXO、OCXO)、SAW 振蕩器、合成器、鎖相環和 VCO(鎖定或自由運行高 Q)的相位噪聲以及附加相位噪聲的儀器。放大器、混頻器、分頻器和乘法器。
雖sui然ran頻pin譜pu分fen析xi儀yi可ke用yong於yu產chan生sheng一yi些xie特te征zheng,但dan它ta對dui於yu區qu分fen幅fu度du和he相xiang位wei噪zao聲sheng沒mei有you太tai大da幫bang助zhu。頻pin譜pu分fen析xi儀yi不bu僅jin無wu法fa分fen離li幅fu度du噪zao聲sheng和he相xiang位wei噪zao聲sheng,而er且qie動dong態tai範fan圍wei和he本ben底di噪zao聲sheng不bu足zu。頻pin譜pu分fen析xi儀yi內nei部bu本ben振zhen的de相xiang位wei噪zao聲sheng過guo高gao,且qie分fen辨bian率lv帶dai寬kuan不bu足zu。因yin此ci,需xu要yao一yi個ge專zhuan用yong係xi統tong來lai解jie調tiao然ran後hou分fen別bie分fen析xi幅fu度du和he相xiang位wei噪zao聲sheng。
解決方案
總部位於瑞士的 Anapico 生產了 APPH 係列自動信號源分析儀,該分析儀將幅度調製和相位調製測量分開,獨立測量極低噪聲水平(低於 -180 dBc/Hz),並能夠測量有源和無源的附加噪聲成分。APPH 分析儀提供高達 30GHz 的測量能力,具有完全集成的互相關係統,可響應相位、幅度和基帶噪聲測量的常見問題,提供高精度和再現性、快速測量速度、高動態範圍以及係統本底噪聲低,同時仍然適合實驗室和生產環境。
係統架構
APPH 係列的引擎將低噪聲模擬接收器通道與先進的數字信號處理技術相結合,提供快速且可重複的噪聲測量。基於 FPGA 的專有 FFTcross 分析儀可實時處理 125MSa/s,允許在幾秒鍾內進行數千次相關和低於 -170dBc/Hz 的測量。LAN或USB控製的APPH係列可以使用PC、筆記本電腦或平板電腦作為控製器,因此無需合並顯示器,從而限度地降低產品成本,同時提高可靠性。
校準
jiangxitongfengzhuangzaijincoudewufengshanjixiangzhong,jinyibuxiaochulezasanxinhaoyijijiedihedianyuanxianhuanlu。lingyigefeichangzhongyaodekaolvyinsushixiaozhun。fahuoqian,meitaiyiqidougenjukezhuisudezaoshengbiaozhunjinxingxiaozhun,yibaozhenggaojingdu、一致和可重複的結果。另外,儀器還可以提供校準標準,以便用戶隨時進行現場性能驗證。
測量能力
Anapico 的 APPH 儀器支持的測量包括:使用內部或外部參考的附加或相位噪聲測量、幅度噪聲測量以及用於評估 RF 信號源的其他自動測量。可輕鬆對晶體振蕩器、PLL 合成器、時鍾、鎖相 VCO、DRO 等源進行 SSB 相位噪聲、幅度噪聲、AM 噪聲測量、附加或殘餘噪聲表征以及高達 30GHz 的基帶噪聲測量。
圖 2 中所示的相位噪聲數據是從低噪聲 100 MHz OCXO 基準收集的數據。顯示的三個跡線分別是次相關(綠色,12 秒測量時間後)、10 次相關(藍色,120 秒後)和 100 次相關(紅色,20 分鍾後)之後的跡線。10 次相關或兩分鍾後,DUT 的本底噪聲就達到 -180 dBc/Hz。對於這種超低噪聲測量,使用外部參考源可以更快地獲得結果。使用內部參考運行的係統的靈敏度取決於 DUT 的載波頻率和頻率偏移範圍。
圖 3 顯示了使用內部源進行測量時 APPH 的典型靈敏度,假設測量時間約為 24 秒,偏移範圍為 1Hz 至 10MHz。然而,APPH xinhaoyuanfenxiyihaikeyiceliangbutongqudongtiaojianxiafangdaqidefujiaxiangweizaosheng,yijiyufenpinqihuohunpinqidengpinlvzhuanhuanshebeidexiangweizaosheng。ciwai,haizhichifuduzaoshengceliang。
圖 4 顯示了從 Anapico 信號發生器之一在 4 GHz 下獲得的幅度噪聲,顯示了帶有用戶定義標記和雜散列表的跡線。APPH 還提供對 FFT 分析儀的直接訪問,從而可以對電源和控製電壓進行噪聲分析。具有擴展偏移範圍的 APPH6040 以及 APPH20G 提供超過 40 MHz 的帶寬和瞬態測量功能。
圖 3:APPH 與內部參考源的靈敏度(24 秒後)。
結論
APPH 係列相位噪聲測試儀提供了完整的測量功能,可用於評估各種射頻信號源。它們提供全麵的測量,例如相位和幅度噪聲測量、殘餘噪聲表征,並可直接訪問 FFT 分析儀進行基帶信號和 LF 噪(zao)聲(sheng)分(fen)析(xi)。使(shi)用(yong)經(jing)過(guo)驗(yan)證(zheng)的(de)互(hu)相(xiang)關(guan)測(ce)量(liang)程(cheng)序(xu)和(he)自(zi)校(xiao)準(zhun)例(li)程(cheng),即(ji)使(shi)在(zai)不(bu)斷(duan)變(bian)化(hua)的(de)環(huan)境(jing)條(tiao)件(jian)下(xia)也(ye)可(ke)以(yi)獲(huo)得(de)可(ke)重(zhong)複(fu)且(qie)準(zhun)確(que)的(de)測(ce)量(liang)結(jie)果(guo)。全(quan)自(zi)動(dong)頻(pin)率(lv)采(cai)集(ji)和(he)自(zi)校(xiao)準(zhun)極(ji)大(da)地(di)簡(jian)化(hua)了(le)儀(yi)器(qi)的(de)使(shi)用(yong)和(he)適(shi)用(yong)性(xing),從(cong)而(er)實(shi)現(xian)快(kuai)速(su)測(ce)量(liang)和(he)易(yi)於(yu)操(cao)作(zuo)。
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