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          SSA5000A 相噪分析功能使用指導(dǎo)

          作者: 時(shí)間:2024-04-01 來源: 收藏

           穩(wěn)定的頻率源是許多電子設(shè)備和大多數(shù)射頻設(shè)備的共同需要。相位噪聲可以用來描述和測(cè)量這些頻率源的短期頻率穩(wěn)定性。本文將從使用角度簡(jiǎn)述鼎陽頻譜儀的相位噪聲分析功能的使用方法。
           
          2   傳統(tǒng)相位噪聲測(cè)量方法
                 使用頻譜儀的頻率分析功能是測(cè)量相位噪聲最傳統(tǒng)也是最直接、最廣泛使用的方法傳統(tǒng)相位噪聲測(cè)量方法如圖 2–1所示。首先測(cè)量載波功率(Pc??),單位為dBm。下一步使用差值光標(biāo),將光標(biāo)設(shè)置到偏離載波的特定頻率,即相位噪聲邊帶中的一點(diǎn)。然后測(cè)量該偏移處1Hz帶寬內(nèi)的噪聲功率(Pn)。如果將頻譜分析儀的分辨率帶寬(RBW)設(shè)置為1Hz來進(jìn)行掃描,需要的時(shí)間過長(zhǎng),可以使用噪聲光標(biāo)功能將RBW濾波器測(cè)量的噪聲歸一化為1Hz的帶寬,歸一化后噪聲的功率將降低NdB,其中N=10*log(RBW/Hz)。將噪聲功率(Pn)減去載波功率(Pc??),即可得到給定偏移量下的相位噪聲,單位為dBc/Hz。在絕大部分情況下,測(cè)量相位噪聲都需要在與載波不同的偏移量下重復(fù)這個(gè)過程。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202404/457076.htm

          圖 2–1  傳統(tǒng)相位噪聲測(cè)量方法

           
          3   相位噪聲分析功能
                 在實(shí)際測(cè)量的過程中,確定載波頻率之后使用不同的頻偏反復(fù)測(cè)量往往過于繁瑣,提供了一種自動(dòng)化測(cè)量的方法。
          開機(jī)后點(diǎn)擊左上角的Spectrum Analyzer頻譜分析,進(jìn)入窗口管理頁面,點(diǎn)擊相位噪聲>Log Plot添加相位噪聲分析的窗口,此時(shí)頻譜儀工作在相位噪聲測(cè)量的模式。相位噪聲分析的工作界面和頻譜分析的操作界面類似,如下圖 3–1所示:

          • 工作模式

          • 工作狀態(tài)區(qū)

          • 測(cè)量結(jié)果區(qū)

          • 掃描參數(shù)區(qū)

          • 菜單區(qū) 


          圖 3–1 功能操作界面


          3.1   頻率設(shè)置載波頻率:設(shè)置載波的頻率

          自動(dòng)調(diào)諧:頻譜儀將自動(dòng)查找并設(shè)置載波頻率,并自動(dòng)設(shè)置偏移
          起始頻率偏移:偏離載波頻率的最小值
          終止頻率偏移:偏離載波頻率的最大值
          在完成設(shè)置后,頻譜儀將自動(dòng)完成測(cè)量過程,并在定義的頻率偏移范圍內(nèi)重復(fù)測(cè)量

           

          3.2   信號(hào)追蹤設(shè)置

          掃寬:由于輸入的源不一定很穩(wěn)定,會(huì)左右頻偏,導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果有偏差。這個(gè)功能能在規(guī)定范圍內(nèi)跟蹤頻偏,減小頻率飄動(dòng)帶來的影響。
           

          3.3   測(cè)試結(jié)果參考
                 在規(guī)定的頻率偏移范圍內(nèi)測(cè)量到的單邊帶相位噪聲如圖 3 3所示。在圖中,偏移范圍為100Hz至1MHz。橫坐標(biāo)使用了對(duì)數(shù)刻度,是因?yàn)檫@樣既可以獲得較寬的頻率范圍,又可以在接近載波時(shí)獲得更精細(xì)的分辨率——較小的偏移往往比較大頻率偏移時(shí)的相位噪聲更能反應(yīng)信號(hào)的質(zhì)量。


          圖表 3–1 相位噪聲測(cè)量結(jié)果

           
                 其中,跡線1為原始數(shù)據(jù),跡線2為平滑后的單邊帶相位噪聲。

          4   相位噪聲功能的優(yōu)勢(shì)
          4.1   更低的顯示平均噪聲電平

                 使用頻譜分析儀進(jìn)行相位噪聲測(cè)量時(shí),相位噪聲是通過載波功率和載波不同偏移的噪聲功率來計(jì)算的。測(cè)得的噪聲功率一般很小,為了不把信號(hào)淹沒在頻譜儀的顯示平均噪聲電平中,要求頻譜儀的顯示平均噪聲電平很低。SSA5000A的顯示平均噪聲電平低于-165dBm/Hz,用戶可以根據(jù)這項(xiàng)指標(biāo)和頻譜儀的相位噪聲來判斷輸入信號(hào)幅度是否合適,測(cè)量是否正確。
           
          4.2   更小的分辨率帶寬

                 在測(cè)量與載波偏移極小的相位噪聲時(shí),對(duì)頻譜儀的性能具有很高的要求。為了避免同時(shí)測(cè)量到載波功率和噪聲功率,需要非常窄的分辨率帶寬。SSA5000A的最小分辨率帶寬為1Hz,在相位噪聲測(cè)量的功能中起始頻率偏移也支持1Hz的設(shè)置。
           
          4.3   更低的相位噪聲

                 頻譜儀本身的相位噪聲也會(huì)對(duì)測(cè)試產(chǎn)生影響。頻譜分析儀通常有多個(gè)本地振蕩器(LO),在測(cè)試的過程中,頻譜分析儀的振蕩器也有自己的相位噪聲,會(huì)在測(cè)試信號(hào)經(jīng)過頻譜分析儀的不同階段中加入到測(cè)量信號(hào)的相位噪聲中。
                 因此,在使用頻譜分析儀測(cè)量相位噪聲時(shí),需要將原始信號(hào)中的相位噪聲和儀器添加的相位噪聲區(qū)分開來。避免這一問題的最簡(jiǎn)單的方法就是確保頻譜分析儀的相位噪聲指標(biāo)遠(yuǎn)優(yōu)于被測(cè)設(shè)備(DUT)。鼎陽的SSA5000A在偏移10kHz下相位噪聲低于-105 dBc/Hz@1GHz,滿足相當(dāng)多的測(cè)量環(huán)境。

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