CN102608421A - 一种相位噪声傅氏分析频率范围扩展装置 - Google Patents

一种相位噪声傅氏分析频率范围扩展装置 Download PDF

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阎栋梁
柳丹
韩红
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Abstract

本发明涉及一种相位噪声傅氏分析频率范围扩展装置，该装置包括低噪声放大器、带通滤波器组、频率合成器、混频器、低通滤波器、低速A/D，所述低噪声放大器将接收的宽带噪声放大后输入给带通滤波器组，所述混频器对来自带通滤波器组的滤波信号和来自频率合成器的信号进行混频后输入给低通滤波器，该低通滤波器对混频后的信号进行滤波后输入给低速A/D。本发明能解决微波毫米波信号远载频相位噪声测量的问题，适用于远载频相位噪声的测量。

Description

一种相位噪声傅氏分析频率范围扩展装置
技术领域
本发明涉及了一种相位噪声傅氏分析频率范围扩展装置，适用于远载频相位噪声的测量。
背景技术
目前市场上的相位噪声测量装置主要包括引进的HP3047A、HP3048A、E5500系列及PN9000等，这些装置的组成主要包括检相器、锁相环路、低噪声放大器、数据采集和计算机。
上述这些相位噪声测量系统的傅氏分析频率范围受其自身数据采集方式的限制而不尽相同，但存在以下几种缺点：1、傅氏分析频率超过100kHz的频率范围内采用频谱分析仪进行数据采集，造成系统昂贵；2、采用高速、高动态范围的A/D进行采集，傅氏分析频率范围只能达到40MHz，且成本较高。
以E5500系列产品为代表的系统在傅氏分析频率超过100kHz的频率范围内采用频谱分析仪进行数据采集，对于傅氏分析频率在100kHz以内的频率范围采用A/D进行采集，这种采样模式造成了此类系统的组成复杂，体积庞大，价格昂贵，不适用于现场测量。以PN9000为代表的系统在傅氏分析频率范围40MHz以内均采用高速、高动态范围的A/D进行采集，尽管这种采样模式更有利于系统的集成，但是由于高速、高动态范围的A/D的价格不菲，所以系统的成本较高，另外其傅氏分析频率范围只能扩展到40MHz。
发明内容
为解决以上现有技术的不足，本发明提出一种相位噪声傅氏分析频率范围扩展装置。以解决微波毫米波信号远载频相位噪声测量的问题，能适用于远载频相位噪声的测量。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种相位噪声傅氏分析频率范围扩展装置，该装置包括低噪声放大器、带通滤波器组、频率合成器、混频器、低通滤波器、低速A/D，所述低噪声放大器将接收的宽带噪声放大后输入给带通滤波器组，所述混频器对来自带通滤波器组的滤波信号和来自频率合成器的信号进行混频后输入给低通滤波器，该低通滤波器对混频后的信号进行滤波后输入给低速A/D。
进一步，所述低速A/D的数据输出端通过PCI总线连接计算机。
进一步，其特征在于，所述低噪声放大器的放大增益为40dB~100dB。
进一步，所述频率合成器输出信号频率范围为2MHz～48MHz。
本发明的优点在于：
1、可以实现傅氏分析频率范围50MHz内的数据采集；
2、由于采用低速A/D，使得系统的成本大幅降低；
3、采用A/D采集的模式有利于系统的集成。
附图说明
图1：本发明结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种相位噪声傅氏分析频率范围扩展装置，该装置包括低噪声放大器、带通滤波器组、频率合成器、混频器、低通滤波器、低速A/D，所述低噪声放大器的输出端与所述带通滤波器组的输入端通过射频电缆连接，所述带通滤波器组的输出端与混频器的射频端通过射频电缆连接，所述频率合成器的输出端与混频器的本振端通过射频电缆连接，所述混频器的中频端与低通滤波器的输入端通过射频电缆连接，所述低通滤波器的输出端与低速A/D通过射频电缆连接。所述低速A/D的数据输出端通过PCI总线连接计算机。
工作时，低噪声放大器接收到频率范围为1Hz～50MHz的宽带噪声信号。为了提高信噪比，通过低噪声放大器对宽带噪声进行放大，放大的增益根据噪声电平的大小从40dB~100dB之间进行选择，获得足够增益的噪声经过带通滤波器截取中心频率f c附近，带宽B W为2MHz的噪声信号。此噪声信号与频率合成器DDS产生的频率合成信号f 0进行混频，该合成信号f 0=(50-2n)MHz，n=1~24。然后经过低通滤波得到窄带噪声信号，对于DDS产生的频率合成信号的输出频率f 0的范围是2MHz～48MHz，步进2MHz，频率准确度为10-4，杂散抑制20dB，偏离载频1Hz相噪为-30dBc/Hz。对于得到的2MHz的窄带噪声信号然后采用低速A/D，依据采样定理对其进行采集处理，A/D的采样频率为10MHz。这种情况下的采样技术可以针对2MHz~50MHz带宽内的噪声进行采样，对于1Hz～2MHz带宽内的噪声仍然以过采样方式直接进行采集。
应当理解，以上借助优选实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本发明说明书的基础上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。 

Claims (4)

1.一种相位噪声傅氏分析频率范围扩展装置，其特征在于，该装置包括低噪声放大器、带通滤波器组、频率合成器、混频器、低通滤波器、低速A/D，所述低噪声放大器将接收的宽带噪声放大后输入给带通滤波器组，所述混频器对来自带通滤波器组的滤波信号和来自频率合成器的信号进行混频后输入给低通滤波器，该低通滤波器对混频后的信号进行滤波后输入给低速A/D。
2.根据权利要求1所述的一种相位噪声傅氏分析频率范围扩展装置，其特征在于，所述低速A/D的数据输出端通过PCI总线连接计算机。
3.根据权利要求1所述的一种相位噪声傅氏分析频率范围扩展装置，其特征在于，所述低噪声放大器的放大增益为40dB~100dB。
4.根据权利要求1所述的一种相位噪声傅氏分析频率范围扩展装置，其特征在于，所述频率合成器输出信号频率范围为2MHz～48MHz。
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