附加相位噪聲測試技術及測試過程注意事項
( 2)系統(tǒng)定標
系統(tǒng)定標就是測量相位檢波系數(shù)Kφ,確定輸入信號的相位起伏和相位檢波器輸出電壓起伏之間的關系。系統(tǒng)定標有兩種常用方法,正負直流峰值法和差拍法。
正負直流峰值法。調(diào)節(jié)移相器,觀察正交指示器,使相位檢波器輸出的直流電壓達到正峰值,用Umax表示,再調(diào)節(jié)移相器,使電壓達到負峰值,用Umin表示,則
Kφ= (Umax-Umin)/2
差拍法。用功率計測量參考輸入端功率;設置頻率綜合器的輸出頻率為f0 + fb( fb可設置為小于100kHz的任意低頻頻率,典型應用為1kHz),輸出功率與參考輸入端功率相等。替代原參考信號接入?yún)⒖驾斎攵?,被替代的信號通路末端?0Ω終端負載,測量系統(tǒng)測量檢相器輸出的差拍信號fb的電壓峰值,則相位檢波常數(shù)K的數(shù)值等于fb的電壓峰值。
( 3)正交與測量
調(diào)節(jié)移相器使直流電壓表讀數(shù)為零,即系統(tǒng)正交,用頻譜分析儀測得偏離載頻f處邊帶電平值Pm.
( 4)測量數(shù)據(jù)的校正
邊帶電平的測量值Pm需加以下三項校正因子:
4. 3測試結果示例
圖2為我們對固態(tài)功率放大器的實際測試結果。圖中最下面的一條曲線為PN9000相位噪聲測試系統(tǒng)的本底噪聲,上面的三條曲線為重復進行三次測量的結果。
圖2附加相位噪聲實測結果示例
4. 4注意事項
( 1)在保持正交的前提下,盡量使相位檢波器兩路輸入信號經(jīng)歷的電長度相等,這時源的噪聲在相位檢波器中互相抵消,測得的相位噪聲即為被測頻率控制器件的相位噪聲。
( 2)目前只有帶附加相位噪聲選件的PN9000相位噪聲測試系統(tǒng)和HP3048A相位噪聲測試系統(tǒng)才具有附加相位噪聲測試功能。
( 3)測試頻率控制器件的附加相位噪聲之前,一般要先測量系統(tǒng)的本底噪聲,確保測試系統(tǒng)工作正常。
( 4)頻率控制器件的相位噪聲一般都要比信號源的相位噪聲好,我們測試的固態(tài)功放的相位噪聲就比信號源的相位噪聲好很多。
5放大器對信號惡化程度的說明
對放大器的附加相位噪聲測試,筆者曾經(jīng)嘗試先測量信號源的相位噪聲,再測量接入放大器之后信號源的相位噪聲,以放大器對信號源的相位噪聲的惡化程度來表征放大器的性能,但是結果幾乎看不出來放大器對信號源的惡化。
經(jīng)過分析測試結果是真實的,這種測試方法測試的是放大器和信號源的相位噪聲之和,放大器對信號源相位噪聲的影響可由下式給出:
e(dB) = 10lg[1 + 10-d/10]
d為放大器和信號源相位噪聲的差值。放大器對信號源相位噪聲的惡化見表2.
表2相位噪聲惡化值
當放大器的附加相位噪聲指標遠好于信號源的相位噪聲指標時,這種方法不適宜用于測量放大器的附加相位噪聲。
6結束語
頻率控制器件的附加相位噪聲指標越來越受到重視,正確的測試該項指標是評價頻率控制器件性能的一個重要因素。本文詳細介紹了頻率控制器件附加相位噪聲的測試過程,給出了實際的測試結果,指出了附加相位噪聲測試過程中的一些注意事項,希望對附加相位噪聲測試人員有一定的借鑒意義。
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