一体化的信号源分析仪技术分析

图1 利用鉴相器法测量相位噪声信号频率、电平以及残余噪声同时显示

图2 内部源相对于不同输入频率的相位噪声

引言

无线传输的收发模块的性能主要取决于所用本振的相位噪声,因此模块特性的准确测量,特别是相位噪声的测量,是进行有效通信和广播的基本保证。在常用的相位测量应用中,一台频谱分析仪通常可以满足测试要求。但是,如果需要更大的动态范围、更高的测量精度以及更多的灵活性时,基于锁相环(PLL)的测量法更适合相位噪声的测量。信号源分析仪FSUP在一台仪表上集合了这两种功能:一台50GHz的高性能频谱分析仪FSU,同时具备基于锁相环测量法的相位噪声测量功能。

基于锁相环法测量相位噪声

通常,基于锁相环法测量相位噪声非常复杂,而测量的校准工作更为麻烦。FSUP为客户大大地简化了整个测量步骤,使得相位噪声的测量只需一个按键。此外,用户可以选择外部或内部参考源,也可以选择任一种参考源和比较器。然而,更多的应用是利用内部比较器和内部参考源进行测量, FSUP将这样的测量方式设置为默认方式,当然用户也可通过简易的菜单选择其它测量方式。

仪器中的预测量功能会测量振荡器的所有重要参数,比如功率和调谐斜率等。然后FSUP将自动选择理想的测量参数。根据输入频率的不同,仪器利用内部的频率倍频器使内部参考源工作在一个理想的范围内。同时,用户也可以改变预置的参数。频率偏移范围以及其它一些测量设置参数,像带宽、滤波器类型、平均次数等同样容易设置。菜单的设置跟应用固件FS-k40 相类似,从而使得操作非常简单。

当开始测量相位噪声时,屏幕上会显示“Locked”或者“Unlocked”表明锁相环是否锁定,如果已经锁定则测量可以开始。环路带宽可以根据需要而改变,同时在测量过程中鉴相器的电压输出会在屏幕上显示。用户可以选择以下其一功能:显示所有的杂散分量(像由AC频率干扰或鉴相频率引起的杂散)或者是消除所有的或特定指明的干扰分量。同时,FSUP也可以显示完整的参数(像残余调频/调相或者是RMS抖动等)。计算范围包括整个测试范围内,而综合限制可以由用户来设置。

为了保证能准确测量振荡器的相位噪声,内部参考源的相位噪声相对于被测件来说必须要小到可以忽略的程度。FSUP内部参考源提供极好的相位噪声特性以满足测试需求。输出频率为640MHz,偏离载波10kHz 时相位噪声为-136dBc/Hz,偏离载波10MHz 时为-165dBc/Hz。