基于相位重合檢測包絡(luò)特征的相位噪聲測量.pdf

1、本文提出了基于相位重合檢測包絡(luò)特征的相位噪聲（簡稱相噪）測量方法，這是一種全新的測量方法。它的理論基礎(chǔ)包括：周期性信號間的相位關(guān)系、相位重合檢測線路特性和維納-辛欽定理。利用相位重合檢測線路檢驗(yàn)參考和被測信號的相位重合點(diǎn)時(shí)，由于線路存在一定的分辨率，所以在兩信號的相位差小于一定的值時(shí)，都會輸出重合脈沖。因?yàn)閰⒖己捅粶y信號的標(biāo)稱頻率相同或者成倍數(shù)并帶有微小偏差，所以兩信號間的相位差變化存在單調(diào)性。因此，相位重合檢測線路輸出的重合脈沖是集中

2、出現(xiàn)的，呈現(xiàn)出一種包絡(luò)的形狀。利用基于相位重合檢測的頻率測量實(shí)驗(yàn)，說明了相位重合檢測包絡(luò)是相對穩(wěn)定的。同時(shí)，包絡(luò)又存在著細(xì)微的變化，這是由相噪引起的，所以可以由包絡(luò)的變化提取信號的相位抖動信息，從而測得信號的相噪。由參考和被測信號間的相位關(guān)系可知，理想的包絡(luò)是三角形狀的。根據(jù)采集的實(shí)際包絡(luò)信息，可以推算出理想的包絡(luò)狀況。將采集的包絡(luò)信息和理想的包絡(luò)進(jìn)行比較，可以得到和相位起伏相對應(yīng)的電壓起伏。根據(jù)理想包絡(luò)的電壓步進(jìn)和量化相移分辨率的關(guān)系

3、，可以從電壓起伏中提取信號的相位抖動。最后，按照維納-辛欽定理將相位抖動轉(zhuǎn)化為相噪，從而作出相噪曲線。
　　與傳統(tǒng)的相噪測量方法相比，基于相位重合檢測包絡(luò)的相噪測量方法有三個特點(diǎn)：第一，這一方法不需要參考和被測信號的頻率相同，而傳統(tǒng)的測量方法在頻率差異較大時(shí)會出現(xiàn)無法鎖相情況，從而導(dǎo)致無法測量。即使可以測量，鎖相過程相當(dāng)復(fù)雜，花費(fèi)的時(shí)間也相當(dāng)?shù)拈L。第二，利用重合檢測包絡(luò)提取相位抖動，不需要復(fù)雜、高精度的混頻電路和鎖相電路，線路簡單

4、，且成本較低。第三，利用維納-辛欽定理將相位抖動轉(zhuǎn)化為單邊帶相噪，理論基礎(chǔ)充分。
　　文中詳細(xì)介紹了相位抖動的提取和轉(zhuǎn)化為單邊帶相噪的過程，以及相噪測量系統(tǒng)的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)。硬件主要包括信號的整形放大、電平轉(zhuǎn)換以及重合檢測。軟件主要是基于Lab VI EW的相位抖動提取和到相噪的轉(zhuǎn)換。同時(shí)，利用這一系統(tǒng)對頻率源的相噪進(jìn)行測量，并將其測量結(jié)果和PN8010的進(jìn)行比較和分析，找出其中的不足，然后進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)?；谙辔恢睾蠙z測包絡(luò)的相