附加相位噪聲測試技術及測試過程注意事項

1引言

相位噪聲是頻率源和頻率控制器件的一個重要指標。頻率源相位噪聲的測試是時間頻率專業計量測試人員經常進行的工作，有大量文章介紹，但是頻率控制器件的相位噪聲即附加相位噪聲的測試卻很少有文章提及。本文簡單介紹了相位噪聲的定義，詳細介紹了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。

2頻率源相位噪聲的定義

頻率源的輸出信號，一般可表示為：

在相位噪聲測量中，實際的測試結果量并非上述定義的譜密度，而是信號調制邊帶功率與總信號功率之比

按照國際上早年推薦的定義和近些年美國國家標準技術研究院NIST對有關特征量的規定，單邊帶相位噪聲作為頻率穩定度的頻域表征量。

3頻率控制器件附加相位噪聲的定義

頻率控制器件附加相位噪聲又稱兩端口部件噪聲或剩余噪聲。當信號通過兩端口部件時，噪聲以線性相加或相乘（調制）的形式加到信號上。兩端口部件包括放大器、分頻器、濾波器、倍頻器等。

4附加相位噪聲的測量

附加相位噪聲的測量采用相位檢波器法。

相位檢波器法是一種應用最廣泛、靈敏度高、分析范圍寬的相位噪聲測量方法。它因用相位檢波器把信號的相位起伏變換為電壓起伏，然后用頻譜分析儀測得Sφ（ f）而得名。又因此法利用了相位檢波器的兩輸入信號處于90°相差時，對信號相位敏感的特性，所以又稱為正交檢相法。還因此法必須有一個參考頻率源，也稱為雙源法或有源法。這種測量方法用于測量高穩定、低噪聲的精密頻率源，如原子頻率標準、高穩晶振、低噪聲頻率綜合器、鎖相源以及各種頻率控制器件。

相位檢波器法測試附加相位噪聲的基本測試原理是將被測信號分成兩路進行檢相，當兩路信號正交且電長度相等或近似相等時，調幅噪聲和源的噪聲被充分抑制，檢相器的輸出反映的就是被測頻率控制器件的附加相位噪聲。

4. 1測量框圖

附加相位噪聲測量框圖如圖1所示。

圖1附加相位噪聲測量框圖

4. 2測量步驟

（ 1）測量準備

按圖連接儀器，加電預熱，預熱時間按儀器說明書要求。注意功分器至相位檢波器的兩個信號通路的延遲差應該最小，并選用調幅噪聲小的頻率源。