直接使用頻譜分析儀或者具有鑒相器法測試功能的信號源分析儀測試附加相位噪聲時,一般都需要使用外部信號源和移相器,信號源和移相器指標的好壞會直接影響測試結果,并且實際操作非常復雜(需要精準的調節移相器的相位),由于附加相位噪聲指標一般來說都比較低,所以該測試方法測試的結果尤其是準確度比較難以令人滿意。
采用具有內部信號源的數字相位解調法進行附加相位噪聲的測試操作比較簡單方便,當選擇“附加相噪”時,自動對內部硬件進行重新配置,該測試方法無需鑒相器和移相器,而且內部低噪聲頻率合成器產生 DUT 激勵信號,所以該方法很大程度上簡化了測量和校準設置。
5.2、調幅噪聲的測試原理和方法
調幅噪聲測試常用的方法有兩種:一種是使用二極管檢波器進行檢波,但該方法需要外置一個二極管檢波器,需要進行復雜的校準。另一種方法是使用AM解調的方法。使用AM解調的方法操作相對簡單,并且可以同時測試相位噪聲和AM噪聲。采用互相關法的話還可以大大提高測試靈敏度。
5.3、VCO測試
VCO測試對于VCO研發設計、生產使用具有重要的意義,目前的相位噪聲分析儀可以進行完整的VCO測試,對被測VCO提供直流供電以及調諧供電,并測試VCO的所有參數。
5.4、瞬態測試
基于目前的相位噪聲分析儀可以進行瞬態測試,瞬態測試主要應用于跳頻信號的測試,尤其是寬帶跳頻信號的跳頻時間測試。瞬態測試一般可以分為窄帶模式和寬帶模式,目前寬帶跳頻信號的分析功能可以實現256MHz-8GHz頻段范圍內的跳頻信號的分析。該應用使得寬帶跳頻時間測試變得極為簡單。
6、提高相位噪聲測試靈敏度的互相關算法
無論測試CW信號相位噪聲還是脈沖信號的相位噪聲指標,亦或是測試AM噪聲等相關測試,測量結果都會受到參考源和鑒相器本身相位噪聲的影響。為了進一步提高測試靈敏度,降低參考源和鑒相器的影響,可以在鑒相器法或數字相位解調法的基礎之上采用互相關技術。其方法的核心為互相關電路以及互相關算法。被測信號被分成兩路,一路信號與一參考信號源進行鑒相或數字解調,而另一路信號則與另一參考源進行鑒相或數字解調,兩路輸出信號分別進行濾波、放大和ADC采樣,然后進行互相關運算。互相關技術對測量靈敏度的提高程度取決于互相關運算次數。通過對10000次測量結果求和,參考振蕩器和測試系統的噪聲測試性能可提高20 dB。
但是,隨著互相關次數的增多,測試的時間會有所加長,尤其是載波近端的相位噪聲測試,多次互相關將需要很長的測試時間。尤其是鑒相器法采用互相關算法時會帶來較長的測試時間,而數字相位解調法基于強大的數字信號處理能力,與鑒相器法采用互相關算法相比較,測試速度會有較大的提高,大大提高測試的效率。
7、總結
相位噪聲指標是射頻、微波領域一項非常關鍵的指標,相位噪聲指標的測試是研發、設計、生產、調試必須進行測試的一項指標,測試準確度要求較高,需要考慮的因素較多。最新的數字相位解調法不需要鎖相環,無需環路帶寬內的噪聲抑制補償,相同靈敏度下,極大提高測試效率。數字相位解調法非常易于實現脈沖相位噪聲,附加相位噪聲,脈沖附加相位噪聲測試,VCO測試及瞬態測試等多項測試要求,可以極大的滿足多方面測試要求。并且可以進行多種測試需求的并行測量。同時數字相位解調法測試比較簡單,無需復雜的操作設置,測試速度快。尤其是數字相位解調法基礎之上增加互相關算法進行測試,使得測試靈敏度極高,是目前進行相位噪聲測試以及其他相關測試最優異的測試方法和手段。