本文關(guān)鍵詞：相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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【摘要】：相位噪聲是高頻高精度電子系統(tǒng)中的重要指標(biāo),這需要超低相位噪聲底的測(cè)量系統(tǒng)方可測(cè)量,本文針對(duì)二端口器件相位噪聲測(cè)量技術(shù)開展了理論分析和實(shí)驗(yàn)測(cè)試等工作內(nèi)容。首先,為了方便對(duì)相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量原理進(jìn)行分析和理論公式推導(dǎo),文章對(duì)相位噪聲的基礎(chǔ)理論進(jìn)行了介紹。其中著重介紹了相位噪聲功率譜密度Sψ(f)的定義,以及相位噪聲的單邊帶和雙邊帶的功率譜密度。隨后,文章介紹了經(jīng)典的相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)的校準(zhǔn)步驟,這些步驟具有普遍意義。對(duì)于大多數(shù)測(cè)量系統(tǒng)來(lái)說(shuō),為了保證測(cè)量的準(zhǔn)確性,系統(tǒng)的校準(zhǔn)是必要的步驟。接下來(lái),設(shè)計(jì)并搭建了一系列相位噪聲測(cè)試系統(tǒng),并完成若干二端口器件相位噪聲測(cè)試工作。首先搭建完成了經(jīng)典的飽和式的相位噪聲測(cè)量系統(tǒng),其在載頻10GHz處具有-145dBrad2/Hz的底噪指標(biāo)。經(jīng)典的相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)受限于混頻器本身較高的相位噪聲以及較低的相位/電壓轉(zhuǎn)換增益,系統(tǒng)相位噪聲底較高。為了解決該問題,這里采取了兩種不同的解決方案。一是降低測(cè)量系統(tǒng)的本底噪聲對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,互相關(guān)技術(shù)能夠有效的降低系統(tǒng)的底噪,采用兩個(gè)完全相同的測(cè)量系統(tǒng)對(duì)同一個(gè)待測(cè)件進(jìn)行相位噪聲測(cè)量,得到的結(jié)果進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算能夠顯著的減少單個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的本底噪聲。實(shí)驗(yàn)中在對(duì)測(cè)量結(jié)果取100次平均的基礎(chǔ)上,采用互相關(guān)技術(shù)的測(cè)量系統(tǒng)的噪聲底噪在載頻10GHz處達(dá)到了-155dBrad2/Hz,比單個(gè)通道的測(cè)量系統(tǒng)噪聲底噪降低了10dB。同時(shí)發(fā)現(xiàn)隨著取平均次數(shù)的增加,測(cè)量結(jié)果中的1/f噪聲具有更顯著的-1斜率特性,同時(shí)白噪聲曲線也更加平滑。二是提高測(cè)量系統(tǒng)的相位/電壓轉(zhuǎn)換增益,實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)搭建完成了干涉法相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)。干涉法相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)通過干涉結(jié)構(gòu)進(jìn)行載波抑制,從而提高了相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)的相位/電壓的轉(zhuǎn)換增益。實(shí)驗(yàn)中的測(cè)量系統(tǒng)相位/電壓轉(zhuǎn)換增益為28.5dBV2/rad2,相位噪聲底噪在載頻10GHz處為-170dBrad2/Hz,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于經(jīng)典的相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)底噪。干涉法的相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)具備良好的測(cè)量系統(tǒng)噪聲底噪指標(biāo),然而也有測(cè)量操作不方便的問題。為了解決該問題,設(shè)計(jì)了一個(gè)數(shù)字可調(diào)移相器和衰減器的半自動(dòng)測(cè)量的部件,即程控?cái)?shù)字移相和數(shù)字衰減的軟硬件開發(fā)和實(shí)現(xiàn)。該組件由一個(gè)以單片機(jī)為核心的并口控制電路,一個(gè)配套的單片機(jī)程序,和一個(gè)c#語(yǔ)言編寫的具有視窗界面的電腦端控制程序組成。該部件實(shí)現(xiàn)了電腦端直接控制相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)中的數(shù)字可調(diào)移相器和衰減器的功能。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN06

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 郄澤奇;;一種高精度相位噪聲測(cè)量方法研究[J];科技信息;2009年25期

2 馮媛;谷磊;;相位噪聲及其測(cè)試技術(shù)[J];科技信息;2009年07期

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本文編號(hào)：1187141