CN103472319B - 一种基于查表补偿技术的近载频相位噪声修正装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于查表补偿技术的近载频相位噪声修正装置，该修正装置包括待测源，检相器，参考源,白噪声源，所述参考源与待测源经过检相器混频后，输出低频差拍信号至环路放大器进行放大，放大后的信号经环路增益选择开关、环路滤波器、环路滤波选择开关至加法器，该加法器与偏置电压源合成输出信号至参考源的压控电压输入端；所述白噪声源的信号经加法器，参考源，检相器至低噪声放大器进行放大，放大后的噪声信号经数据采集器采集分析得到环路补偿数据，该补偿数据通过环路特性存储表单进行存储。所述修正装置能大幅缩减了近载频修正的时间，使相位噪声的测量过程更加快捷。同时对不同环路的调整过程，不会额外增加近载频修正时间。

Description

一种基于查表补偿技术的近载频相位噪声修正装置
技术领域
本发明涉及一种基于查表补偿技术的近载频相位噪声修正装置，适用于各种频率源的相位噪声测量。
背景技术
目前市场上有很多相位噪声测量装置，例如HP3047A、HP3048A、E5500系列及PN9000等。这些装置的组成主要包括参考源、检相器、锁相环路、低噪声放大器、数据采集器和计算机。
由于在测量频率源的相位噪声时，这些装置均采用相位检波器法，采用锁相环路保持参考源和待测源在相位上正交锁定，而锁相环路对近载频的相位噪声具有一定的抑制作用，要精确的测量近载频的相位噪声特性，就必须在测量结果中对环路的抑制特性进行修正补偿。以上这些装置通常采用的方法是将白噪声源注入到锁相环路中，然后通过实测环路的抑制特性曲线来对结果进行补偿，这种方法的缺点有两个方面，其一是由于在测量近载频相位噪声时，要求采样的分辨力较高，所以采样频率较低，采样数据量较大，平均次数较多，测量过程缓慢，而实测环路的抑制特性曲线需要的平均次数更多，使得整个的补偿过程相当冗长。其二是在实际测量过程中，相位噪声测量装置根据不同的参考源的压控特性，需要选择不同的适应环路，在环路特性不理想的情况下，需要对环路进行调整，每一次的调整过程都需要重复测量环路的抑制特性曲线，这使得在测量压控特性不佳的待测源时，测量过程非常缓慢。所以这种方法不利于快速测量，尤其是在频率源的研制调试过程中，这种方法的使用就显得尤为繁琐。
由于近载频相位噪声特性是各种低噪声频率源的关键指标，所以需要精确的修正补偿由锁相环路带来的抑制作用，使之能够满足快速测量需求。
发明内容
针对以上现有技术的不足，本发明提供一种基于查表补偿技术的近载频相位噪声修正装置，以解决各种频率源的近载频相位噪声的快速测量问题：1、目前的近载频相位噪声的修正补偿技术的速度相当缓慢，不利于快速测量；2、环路调整过程中的环路特性的测量过程缓慢，使得整个测量过程冗长。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种基于查表补偿技术的近载频相位噪声修正装置，该修正装置包括待测源，检相器，参考源,白噪声源，所述参考源与待测源经过检相器混频后，输出低频差拍信号至环路放大器进行放大，放大后的信号输入至环路增益选择开关进行选择，选择后的信号输入至环路滤波器进行积分，积分后的信号输入至环路滤波选择开关得到选择的环路输出信号，该环路输出信号经加法器与偏置电压源合成输出信号至参考源的压控电压输入端；所述白噪声源的信号经加法器，参考源，检相器至低噪声放大器进行放大，放大后的噪声信号经数据采集器采集分析得到环路补偿数据，该补偿数据通过环路特性存储表单进行存储。
所述修正装置还包括与所述环路特性存储表单串口连接的计算机。
本发明基于查表补偿技术的近载频相位噪声修正装置克服了目前近载频修正技术的不足，能大幅缩减了近载频修正的时间，使相位噪声的测量过程更加快捷。同时对不同环路的调整过程，不会额外增加近载频修正时间。
附图说明
图1：本发明工作原理结构图。
具体实施方式
如图1所示为本发明工作原理结构图，一种基于查表补偿技术的近载频相位噪声修正装置包括：参考源1、待测源2、检相器3、低噪声放大器4、数据采集器5、计算机7、环路放大器8、环路增益选择开关9、环路滤波器10、环路滤波器选择开关11、加法器12、偏置电压源13、白噪声源14，还包括：环路特性存储表单6。
参考源1输出端与检相器3本振端射频电缆连接，待测源2与检相器3射频端射频电缆连接，检相器3中频输出端与低噪声放大器4输入端射频电缆连接，低噪声放大器4输出端与数据采集器5输入端射频电缆连接，数据采集器5输出端与环路特性存储表单6输入端串口总线连接，环路特性存储表单6的输出端与计算机7串口总线连接。检相器3的中频端与环路放大器8的输入端射频电缆连接，环路放大器8的输出端与环路增益选择开关9的输入端射频电缆连接，环路增益选择开关9输出端与环路滤波器10的输入端射频电缆连接，环路滤波器10的输出端与环路滤波器选择开关11的输入端射频电缆连接，环路滤波器选择开关11的输出端与加法器12的环路端射频电缆连接，偏置电压源13的输出端与加法器12的偏置端射频电缆连接，白噪声源14的输出端与加法器12的噪声端射频电缆连接，加法器12的输出端与参考源1的压控端射频电缆连接。
工作时，参考源和待测源经过检相器进行混频，检相器输出的低频差拍信号经过环路放大器进行放大，环路放大器的输出增益通过环路增益选择开关进行选择，获得足够增益的低频差拍信号经过环路滤波器进行积分，积分后的信号输出通过环路滤波器选择开关进行选择得到适当阻尼系数和零极点分布的环路，通过选择的环路输出信号经过加法器与偏置电压源进行合成后输出给参考源的压控电压输入端，从而实现对参考源的频率和相位的调整，最终参考源和待测源的相位保持正交锁定。在这种相位正交的状态下，将白噪声源经过加法器注入到环路中，检相器检测出的白噪声经过低噪声放大器进行放大，放大后的白噪声通过数据采集器进行采集，由于锁相环路对白噪声源在近载频范围内具有抑制作用，所以通过对采集得到的白噪声源的功率谱密度进行分析，可以得到此环路状态下的近载频抑制特性的补偿数据，将此补偿数据存储到环路特性存储表单中。通过环路增益选择开关对不同的环路放大器进行选择，通过环路滤波器选择开关对不同的积分特性进行选择，这样就可以得到一系列的环路，通过对这些环路的环路特性进行测量，将得到的补偿数据分别存储到环路特性存储表单中。在实际对各种不同待测源进行测量时，选定的环路特性都已经存储到了环路特性存储表单中，根据环路参数就可以通过查表来直接得到补偿数据，无需再进行缓慢的测量过程，这样就大幅缩减了相位噪声的测试时间，使整个测量过程快捷简便。
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 (2)

1.一种基于查表补偿技术的近载频相位噪声修正装置，其特征在于，该修正装置包括：参考源(1)、待测源(2)、检相器(3)、低噪声放大器(4)、数据采集器(5)、环路特性存储表单(6)、环路放大器(8)、环路增益选择开关(9)、环路滤波器(10)、环路滤波器选择开关(11)、加法器(12)、偏置电压源(13)和白噪声源(14)；
参考源(1)输出端与检相器(3)本振端射频电缆连接，待测源(2)与检相器(3)射频端射频电缆连接，检相器(3)中频输出端与低噪声放大器(4)输入端射频电缆连接，低噪声放大器(4)输出端与数据采集器(5)输入端射频电缆连接，数据采集器(5)输出端与环路特性存储表单(6)输入端串口总线连接；检相器(3)的中频端还与环路放大器(8)的输入端射频电缆连接，环路放大器(8)的输出端与环路增益选择开关(9)的输入端射频电缆连接，环路增益选择开关(9)输出端与环路滤波器(10)的输入端射频电缆连接，环路滤波器(10)的输出端与环路滤波器选择开关(11)的输入端射频电缆连接，环路滤波器选择开关(11)的输出端与加法器(12)的环路端射频电缆连接，偏置电压源(13)的输出端与加法器(12)的偏置端射频电缆连接，白噪声源(14)的输出端与加法器(12)的噪声端射频电缆连接，加法器(12)的输出端与参考源(1)的压控端射频电缆连接；
所述参考源(1)与待测源(2)的输出信号经过检相器(3)混频后，输出低频差拍信号至环路放大器(8)进行放大，放大后的信号输入至环路增益选择开关(9)进行选择，选择后的信号输入至环路滤波器(10)进行积分，积分后的信号输入至环路滤波选择开关(11)对不同的积分特性进行选择得到选择的环路输出信号，该环路输出信号与偏置电压源(13)通过加法器(12)合成输出信号至参考源(1)的压控电压输入端；所述白噪声源(14)的信号依次经加法器(12)、参考源(1)、检相器(3)至低噪声放大器(4)进行放大，放大后的噪声信号经数据采集器(5)采集分析得到环路补偿数据，该补偿数据通过环路特性存储表单(6)进行存储。
2.根据权利要求1所述的一种基于查表补偿技术的近载频相位噪声修正装置，其特征在于，所述修正装置还包括与所述环路特性存储表单(6)串口连接的计算机(7)。
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