相位噪聲精密測(cè)量新技術(shù).pdf

1、相位噪聲是衡量頻率標(biāo)準(zhǔn)源和現(xiàn)代電子設(shè)備的重要技術(shù)指標(biāo)，在基本頻率源的特性的研究以及性能的測(cè)試中的重要性日益增加。
　　本文根據(jù)周期信號(hào)間的相位周期性變化規(guī)律，利用相位重合檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高分辨率的相位噪聲測(cè)量。通過對(duì)周期性信號(hào)間的相位關(guān)系的深入研究，為相位重合檢測(cè)模糊區(qū)提供了理論的基礎(chǔ)。重合檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)中，由于相位重合檢測(cè)線路存在一定的分辨率，在輸入的兩信號(hào)的相位差小于一定的值時(shí)，實(shí)現(xiàn)了重合脈沖的輸出。該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)利用單一的參

2、考源就可完成寬范圍內(nèi)的任意頻率信號(hào)的的快響應(yīng)時(shí)間、高分辨率的相位噪聲測(cè)量，不同于傳統(tǒng)的基于復(fù)雜電路設(shè)計(jì)的相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)，不僅節(jié)約了成本，而且提高了測(cè)量精度。相位噪聲的測(cè)量分為近端和遠(yuǎn)端之分，具體設(shè)計(jì)如下：
　　1、在近端相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，其原理是通過對(duì)閘門內(nèi)計(jì)數(shù)值的起伏變化，利用對(duì)相位重合點(diǎn)之間的信號(hào)進(jìn)行無間隙計(jì)數(shù)及重合脈沖簇的包絡(luò)狀況來提取相位抖動(dòng)，經(jīng)過間接的轉(zhuǎn)換方式，最終實(shí)現(xiàn)將相位抖動(dòng)轉(zhuǎn)換為單邊帶相位噪聲。
　　

3、2、對(duì)于遠(yuǎn)端相位噪聲的測(cè)量，本文提出了基于相位重合檢測(cè)模糊區(qū)特征的相位噪聲測(cè)量方法，這是一種全新的測(cè)量方法。在參考和被測(cè)信號(hào)的標(biāo)稱頻率相同或者成倍數(shù)并帶有微小偏差時(shí)，兩信號(hào)間的相位差變化的單調(diào)性，所以這些重合脈沖是集中出現(xiàn)的，呈現(xiàn)出一種包絡(luò)形狀的模糊區(qū)。重合檢測(cè)線路的分辨率是穩(wěn)定的，所以重合檢測(cè)模糊區(qū)是相對(duì)穩(wěn)定的。同時(shí)，模糊區(qū)又存在著細(xì)微的變化，這是由相位噪聲引起的。因此，利用重合檢測(cè)模糊區(qū)可以提取噪聲引起的相位抖動(dòng)信息。維納辛欽定理是

4、實(shí)現(xiàn)相位噪聲測(cè)量的算法基礎(chǔ)，這個(gè)定理描述了從相位抖動(dòng)轉(zhuǎn)化為相位噪聲的過程，其中經(jīng)歷了自相關(guān)和快速傅立葉變換。
　　文中詳細(xì)介紹了相位抖動(dòng)的提取和轉(zhuǎn)化為單邊帶相位噪聲的過程，以及相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)。硬件主要包括信號(hào)的整形放大、電平轉(zhuǎn)換以及重合檢測(cè)。軟件主要是基于LabVIEW的相位抖動(dòng)提取和到相位噪聲的轉(zhuǎn)換。同時(shí)，利用這一系統(tǒng)對(duì)頻率源的相位噪聲進(jìn)行測(cè)量，并將其測(cè)量結(jié)果和PN8010的進(jìn)行比較和分析，找出其中的不足，然后