附加相位噪聲測(cè)試技術(shù)及注意事項(xiàng)

　　4. 2測(cè)量步驟

　　(1)測(cè)量準(zhǔn)備

　　按圖連接儀器，加電預(yù)熱，預(yù)熱時(shí)間按儀器說(shuō)明書要求。注意功分器至相位檢波器的兩個(gè)信號(hào)通路的延遲差應(yīng)該最小，并選用調(diào)幅噪聲小的頻率源。

　　(2)系統(tǒng)定標(biāo)

　　系統(tǒng)定標(biāo)就是測(cè)量相位檢波系數(shù)Kφ，確定輸入信號(hào)的相位起伏和相位檢波器輸出電壓起伏之間的關(guān)系。系統(tǒng)定標(biāo)有兩種常用方法，正負(fù)直流峰值法和差拍法。

　　正負(fù)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(dá)到正峰值，用Umax表示，再調(diào)節(jié)移相器，使電壓達(dá)到負(fù)峰值，用Umin表示，則

　　Kφ=(Umax-Umin)/2

　　差拍法。用功率計(jì)測(cè)量參考輸入端功率;設(shè)置頻率綜合器的輸出頻率為f0 + fb(fb可設(shè)置為小于100kHz的任意低頻頻率，典型應(yīng)用為1kHz)，輸出功率與參考輸入端功率相等。替代原參考信號(hào)接入?yún)⒖驾斎攵耍惶娲男盘?hào)通路末端加50Ω終端負(fù)載，測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量檢相器輸出的差拍信號(hào)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(cè)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(cè)得偏離載頻f處邊帶電平值Pm.

　　(4)測(cè)量數(shù)據(jù)的校正

　　邊帶電平的測(cè)量值Pm需加以下三項(xiàng)校正因子：

　　4. 3測(cè)試結(jié)果示例

　　圖2為我們對(duì)固態(tài)功率放大器的實(shí)際測(cè)試結(jié)果。圖中最下面的一條曲線為PN9000相位噪聲測(cè)試系統(tǒng)的本底噪聲，上面的三條曲線為重復(fù)進(jìn)行三次測(cè)量的結(jié)果。

　　圖2附加相位噪聲實(shí)測(cè)結(jié)果示例

　　4. 4注意事項(xiàng)

　　(1)在保持正交的前提下，盡量使相位檢波器兩路輸入信號(hào)經(jīng)歷的電長(zhǎng)度相等，這時(shí)源的噪聲在相位檢波器中互相抵消，測(cè)得的相位噪聲即為被測(cè)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(cè)試系統(tǒng)和HP3048A相位噪聲測(cè)試系統(tǒng)才具有附加相位噪聲測(cè)試功能。

　　(3)測(cè)試頻率控制器件的附加相位噪聲之前，一般要先測(cè)量系統(tǒng)的本底噪聲，確保測(cè)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(hào)源的相位噪聲好，我們測(cè)試的固態(tài)功放的相位噪聲就比信號(hào)源的相位噪聲好很多。

　　表1附加相位噪聲實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

　　5放大器對(duì)信號(hào)惡化程度的說(shuō)明

　　對(duì)放大器的附加相位噪聲測(cè)試，筆者曾經(jīng)嘗試先測(cè)量信號(hào)源的相位噪聲，再測(cè)量接入放大器之后信號(hào)源的相位噪聲，以放大器對(duì)信號(hào)源的相位噪聲的惡化程度來(lái)表征放大器的性能，但是結(jié)果幾乎看不出來(lái)放大器對(duì)信號(hào)源的惡化。

　　經(jīng)過(guò)分析測(cè)試結(jié)果是真實(shí)的，這種測(cè)試方法測(cè)試的是放大器和信號(hào)源的相位噪聲之和，放大器對(duì)信號(hào)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(hào)源相位噪聲的差值。放大器對(duì)信號(hào)源相位噪聲的惡化見表2.

　　表2相位噪聲惡化值

　　當(dāng)放大器的附加相位噪聲指標(biāo)遠(yuǎn)好于信號(hào)源的相位噪聲指標(biāo)時(shí)，這種方法不適宜用于測(cè)量放大器的附加相位噪聲。

　　6結(jié)束語(yǔ)

　　頻率控制器件的附加相位噪聲指標(biāo)越來(lái)越受到重視，正確的測(cè)試該項(xiàng)指標(biāo)是評(píng)價(jià)頻率控制器件性能的一個(gè)重要因素。本文詳細(xì)介紹了頻率控制器件附加相位噪聲的測(cè)試過(guò)程，給出了實(shí)際的測(cè)試結(jié)果，指出了附加相位噪聲測(cè)試過(guò)程中的一些注意事項(xiàng)，希望對(duì)附加相位噪聲測(cè)試人員有一定的借鑒意義。