SU1596268A1 - Meter of phase noises of sources of oscillations - Google Patents

Meter of phase noises of sources of oscillations Download PDF

Info

Publication number
SU1596268A1
SU1596268A1 SU884438513A SU4438513A SU1596268A1 SU 1596268 A1 SU1596268 A1 SU 1596268A1 SU 884438513 A SU884438513 A SU 884438513A SU 4438513 A SU4438513 A SU 4438513A SU 1596268 A1 SU1596268 A1 SU 1596268A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
frequency
input
output
strobe
pass filter
Prior art date
Application number
SU884438513A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Карлович Батуревич
Владимир Дмитриевич Кудрицкий
Юрий Васильевич Куц
Антон Станиславович Милковский
Original Assignee
Конструкторское бюро "Шторм" при Киевском политехническом институте им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Конструкторское бюро "Шторм" при Киевском политехническом институте им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции filed Critical Конструкторское бюро "Шторм" при Киевском политехническом институте им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции
Priority to SU884438513A priority Critical patent/SU1596268A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1596268A1 publication Critical patent/SU1596268A1/en

Links

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  поверки высокостабильных источников колебаний по частотной и фазовой нестабильности их выходных сигналов, а также дл  исследований спектрального состава фазовых шумов при разработке и исследовании высокостабильных источников колебаний с целью вы влени  и устранени  вызывающих их причин. Цель изобретени  - повышение точности измерени  фазовых шумов источников колебаний в непрерывном диапазоне частот их выходных сигналов. Устройство содержит исследуемый генератор 1, стандарт 5 частоты, смеситель 6, полосовой фильтр 7, коммутатор 8, формирователи 9 и 12 строб-импульсов, строб-преобразователи 10 и 13, фильтры 4, 11, 14, 16 и 17 нижних частот, синтезатор 18 частот, делитель 3 частоты, фазовый детектор 15 и анализатор 2 спектра. В устройстве достигаетс  повышение точности измерени  фазовых шумов источников колебаний в диапазоне их частот путем умножени  измер емых фазовых шумов, переноса их на фиксированную низкую частоту и выделени  посредством сравнени  с аналогичной частотой, сформированной из наиболее высокостабильного выходного сигнала стандарта 5 частоты. 1 ил.The invention relates to a measurement technique and can be used to calibrate highly stable sources of oscillations according to the frequency and phase instability of their output signals, as well as to study the spectral composition of phase noise in the design and study of highly stable sources of oscillations in order to identify and eliminate the causes causing them. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the phase noise of vibration sources in the continuous frequency range of their output signals. The device contains the investigated generator 1, standard 5 frequency, mixer 6, band-pass filter 7, switch 8, drivers 9 and 12 strobe pulses, strobe converters 10 and 13, filters 4, 11, 14, 16 and 17 low frequencies, synthesizer 18 frequency divider 3 frequency phase detector 15 and spectrum analyzer 2. The device achieves an increase in the accuracy of measuring the phase noise of oscillation sources in their frequency range by multiplying the measured phase noise, transferring them to a fixed low frequency and extracting it by comparing with the similar frequency formed from the most highly stable output signal of frequency standard 5. 1 il.

Description

Изобретение относитс  к измерител ной технике и может быть использовано дл  анализа спектра фазовьпс и частотных флуктуации выходных сигналов источников колебаний, Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  фазовых шумов источников колебаний в непрерывном диапазоне частот их выходньк сигналов . На чертеже приведена структурна  схема устройства. Измеритель фазовых шумов источников колебаний содержит исследуемый генератор 1, анализатор 2 спектра, делитель 3 частоты, фильтр 4 нижних частот и соединенные последовательно стандарт 5 частоты, смеситель 6, полосовой фильтр 7, коммутатор 8, пер вый формирователь 9 строб-импульс, строб-преобразователь 10, фильтр 11 нижних частот, формирователь стробимпульсов 12, строб-преобразователь 13, фильтр 14 нижних частот, фазовый детектор 15, фильтр 16 нижних частот фильтр 17 нижних частот и синтезатор 18 частот &з1ход генератора 1 подключен к информационному входу строб-преобразовател  10, вход анализатора 2 соединен с выходом фильтра 16, вход фильтра 4 подключен к выходу делител  3, а выход - ко второму входу детектора 15, вход делител  3 соединен со вторым Выходом стандарта частоты,5 , вторым входом коммутатора 8, вторым входом смесител  6 и входом опор ной частоты синтезатора 18, выход ко торого подключен к информационному входу второго строб-преобразовател  13, Измеритель фазовых шумов источников колебаний работает следующим образом. При переходе через нулевое значение (например, из минуса в плюсj про шедшего через коммутатор 8 выходного сигнала U sinfcJot Чо стандарта частоты 5 формирователь 9 стробимпульсов производит импульсы, которыми стробируют в строб-преобразователе 10 выходной сигнал U,, t + (t) генератора 1, В приведенных выражени х через t), tf,(t) обозначены фазовые шумы выходных сиг налов Соответственно стандарта частоты 5 и генератора 1, Фильтр 11 выдел ет доминирующую составл ющую выходного сигнала первого строб-преобразовател  10, имею1цую минимальное значение частоты. Выражение дл  полной фазы выходного сигнала U sinCto t+cf (t)J фильтра 11 Wjt+if,2(t) Cw,(t)-t-((t)- , t+ + t/oCt)J (- tiu;,)t -t-C(fi(t) -ni (t),(1) где (f (t) - фазовые шумы выходного сигнала фильтра II, п - номер гармоники строб-импульсов , ближайшей к стробируемой частоте. Фаза доминирующей составл ющей выходного сигнала строб-преобразовател  10 равна разности фаз стробируемого сигнала и ближайшей к нему (п-й) гармоники стробирующего сигнала , поэтому при стробоскопическом преобразовании происходит умножение в п раз стробирующего сигнала. Частота выходного сигнала строб-преобразовател  10 при любом значении частоты входного сигнала, большем частоты строб-импульсов, меныие или равна половине значени  частоты следовани  строб-импульсов . ы,.При рассмотренном преобразовании частоты происходит перенос фазовых шумов (f/t) с частоты исследуемого сигнала на низкую частоту со выходного сигнала строб-преобразовател  10, . Из выходного сигнала фильтра 11 -в моменты перехода его через нулевое значение (например, из минуса в ппюс) с помощью формировател  строб-импульсов 12 формируют импульсы, которыми стробируют в строб-преобразователе 13 выходной сигнал Ujsintw,t + if (t) Синтезатора 18, Из выходного сигнала строб-преобразовател  13 фильтр 14 вьщел ет доминирующую наиболее низкочастотную составл ющую, выражение дл  полной фазы которой имеет вид ((t) C0jt+ ((j(t)-KCWjt + ) (coj- Ku;pt +q(t) ) + K.n.cf(t),(3) фазовые шумы выходного сигнала строб-преобразо вател  13; К - номер гармоники частоты (jj у строб-импульсов, бли жайшей к стробируемой частоте соз синтезатора 18, В результате второго строб-преоб разовани  f происходит умножение в К раз измер еьых фазовых шумов. Ча тоту выходного сигнала синтезатора 18 устанавливают такой, чтобы выпол н лось равенство С04 |Wj- KWjl- const при заданном значении К 1, Дп  повышени  стабильности частоты выходного сигнала синтезатора 18 в качестве опорного сигнала в не используетс  выходной сигнал стандарта частоты 5с Выходной сигнал фильтра 14 подаетс  на один вход детектора 15,. на другой вход которого поступает сигнал, имеющий равное с выходным сигналом фильтра 14 среднее значение частоты и полученный путем делени  частоты выходного сигнала ста дарта частоты 5 и выделени  первой гармоники изкодно го сигнала делител  3с помощью фильтра 4, Спедовательно, синтезатор 18 в устройстве используетс  дл  умножени  измер емых фазовых шумов и прив дени  среднего значени  частоты, на которую перенос тс  фазовые шуьы к фиксированному значению. К л и коэффициент делени  дели тел  3 . Фйпьтр 16 служит дл  подавлени  выходном сигнале детектора 15 высок частотных составл ющих с частотой его входных сигналов и с их удвоенной частотой. Выходной сигнал фильтра 16 имеет 15962 8 tK44 t ) и cos + f(t) U . f/t ) ,(t)l + KCf/t) - K-n if(t)J, где if(t) (fp(t)/Kg фазовые шумы выходного сигнала фильтра 4; коэффициент делени  делител  3, Фильтр 17 служит дл  выделени  наиболее низкочастотных составл ющих выходного сигнала фильтра 16, обусловленных медленным уходом ( дрейфом частоты исследуемого сигнала. Выходной сигнал фильтра 17  вл етс  управл к цим сигналом фазовой автоподстройки частоты синтезатора 18, обеспечивающей равенство средних значений частоты входных сигналов детектора 15 и равенства 90 среднего значени  их фазового сдвига, В выражении (6) К-п - qi/t) «K(f(t) так как фазовые шумы п tf(t) п-й гарМОНИКИ сигнала стандарта частоты 5 всегда во много раз меньше фазовых шумов иных источников колебаний, не синхронизированных сигналами атомных переходов. Коэффициент К выбираетс  из услови  требуемого умножени  фазовых шумов, чтобы соблюдалось условие K4,(t) ifj(t).. Следовательно, уравнение (6) может быть заменено приближенным равенством )i и sin K.q.(t) или при к Ц, (t) « 1 фнч4()и.К. t/,(t). Выходной сигнал фильтра 16 подаВыходной сигнал фильтра етс  на вход анализатора 2 дл  оценки энергетического спектра фазовых шумов исследуемого сигнала. При использовании опорного сигна- а фиксированной частоты дл  преобразовани  фазовых шумов сигнала в диапазоне его частот частота выходного сигнала строб-преобразовател  10 принимает значени  в диапазонеThe invention relates to a measurement technique and can be used to analyze the phase spectrum and frequency fluctuations of the output signals of oscillation sources. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the phase noise of oscillation sources in the continuous frequency range of their output signals. The drawing shows a block diagram of the device. The phase noise meter of oscillation sources contains a generator 1 under study, a spectrum analyzer 2, a frequency divider 3, a low-pass filter 4 and a frequency standard 5 connected in series, a mixer 6, a band-pass filter 7, a switch 8, a first gate driver 9 strobe pulse, a strobe converter 10, low pass filter 11, strobe pulse former 12, gate converter 13, low pass filter 14, phase detector 15, low pass filter 16 low pass filter 17 and frequency synthesizer 18 & oscillator 1 is connected to the information one the gate of the converter 10, the analyzer input 2 is connected to the output of the filter 16, the input of the filter 4 is connected to the output of the divider 3, and the output to the second input of the detector 15, the input of the divider 3 is connected to the second Output of the frequency standard, 5, the second input of the switch 8, the second input of the mixer 6 and the input of the reference frequency of the synthesizer 18, the output of which is connected to the information input of the second gate converter 13, the phase noise meter of the oscillation sources works as follows. When going through a zero value (for example, from minus to plusj, the output signal U sinfcJot Cho passing through the switch 8 of the frequency standard 5, the driver of 9 strobe pulses produces pulses that gate the output signal U ,, t + (t) of the generator 1 in the strobe converter 10 , In the expressions, t), tf, (t) denote the phase noise of the output signals of the frequency standard 5 and generator 1, respectively. Filter 11 separates the dominant component of the output signal of the first strobe converter 10 and has a minimum value of 1 hour. then you. The expression for the full phase of the output signal U sinCto t + cf (t) J of the filter 11 Wjt + if, 2 (t) Cw, (t) -t - ((t) -, t + + t / oCt) J (- tiu; ,) t –tC (fi (t) -ni (t), (1) where (f (t) are the phase noise of the output signal of filter II, and n is the harmonic number of the strobe pulses closest to the gated frequency. Phase of the dominant component the output signal of the strobe converter 10 is equal to the phase difference of the strobe signal and the harmonic signal of the strobe signal nearest to it (p-th), therefore, when the strobe conversion occurs, the strobe signal is multiplied n times. The receiver 10 at any value of the input signal frequency greater than the strobe pulse frequency is less than or equal to half the strobe pulse frequency. s. At the frequency conversion considered, the phase noise (f / t) is transferred from the frequency of the signal under study to a low frequency the output signal of the strobe converter 10. From the output signal of the filter 11, at the moments of its transition through a zero value (for example, from minus to pusy), using the strobe pulse former 12, pulses are generated that strobe into the strobe In the generator 13, the output signal Ujsintw, t + if (t) of the Synthesizer 18. From the output signal of the strobe converter 13, the filter 14 extracts the dominant lowest frequency component, the expression for the total phase of which is ((t) C0jt + ((j (t) -KCWjt +) (coj-Ku; pt + q (t)) + Kncf (t), (3) output noise of the output signal of the strobe converter 13; K is the number of the frequency harmonic (jj at the strobe pulses closest to the gated frequency of the synthesizer 18). As a result of the second strobe transform f, K times the measured phase noise multiplies. The output signal of the synthesizer 18 is set to Equality C04 | Wj-KWjl-const for a given value of K 1, Dp increases the frequency stability of the output signal of synthesizer 18 as a reference signal. The output signal of the 5s standard frequency is not used. The output signal of the filter 14 is fed to one input of the detector 15, n. the other input of which receives a signal equal to the average frequency value with the output signal of the filter 14 and obtained by dividing the frequency of the output signal of the frequency standard 5 and extracting the first harmonic from the single signal of the divider 3 using filter 4. Consequently, the synthesizer 18 in the device is used to multiply the measurement Phase noise and the mean value of the frequency to which the phase shifts are carried out to a fixed value. K l and the division ratio of the division of bodies 3. The filter 16 serves to suppress the output signal of the detector 15 high frequency components with the frequency of its input signals and with their double frequency. The output signal of the filter 16 has 15962 8 tK44 t) and cos + f (t) U. f / t), (t) l + KCf / t) - Kn if (t) J, where if (t) (fp (t) / Kg is the phase noise of the output signal of filter 4; the division factor of divider 3, Filter 17 serves for extracting the lowest-frequency components of the output signal of filter 16, due to the slow drift (frequency drift of the signal under study. The output signal of filter 17 is control of the signal by the phase-locked loop of the synthesizer 18, ensuring that the average values of the frequency of the input signals of the detector 15 are equal and equal to 90 phase shift, In the expression (6) Kn - qi / t) “K (f (t) and as the phase noise p tf (t) of the nth harmonic of the frequency standard 5 signal is always many times smaller than the phase noise of other oscillation sources not synchronized by atomic transition signals. The coefficient K is chosen from the condition of the required phase noise multiplication in order to observe the condition K4, (t ) ifj (t) .. Consequently, equation (6) can be replaced by an approximate equality i) and sin Kq (t) or with C, (t) «1 fnch4 () and.К. t /, (t). The output signal of the filter 16 is the output signal is filtered to the input of analyzer 2 to estimate the energy spectrum of the phase noise of the signal under study. When using a fixed frequency reference signal for converting the phase noise of a signal in its frequency range, the output frequency of the strobe converter 10 takes values in the range

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Измеритель фазовых шумов источников колебаний, содержащий исследуемый генератор, фазовый детектор,Phase noise meter of oscillation sources, containing the generator under study, phase detector, первый фильтр нижних частот, второй фильтр нижних частот и анализатор спектра, отличающийся гthe first low pass filter, the second low pass filter and spectrum analyzer, different g 5 тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен стандартом частоты, смесителем, полосовым фильтром, коммутатором^ первым формирователем строб-импульсов, вторым формироватеЮ лем строб-импульсов, первым и вторым строб-преобразователями, синтезатором частот, делителем частоты, третьим фильтром нижних частот, четвертым и пятым фильтрами нижних час15 тот, причем второй вход стандарта5 by the fact that, in order to improve measurement accuracy, it is equipped with a frequency standard, a mixer, a band-pass filter, a switch, the first strobe driver, the second strobe pulse, the first and second strobe converters, a frequency synthesizer, a frequency divider, and a third the lowpass filter, the fourth and fifth lower frequency filters, the second input of the standard частоты соединен с вторым входом коммутатора, входом делителя частоты, входом опорной частоты синтезатора частот и входом смесителя, другойfrequency is connected to the second input of the switch, the input of the frequency divider, the input of the reference frequency of the frequency synthesizer and the input of the mixer, another 20 вход которого подключен к первому выходу стандарта частоты, а выход - к входу полосового фильтра, первый вход коммутатора соединен с выходом полосового фильтра, а выход - с входом .Its 20 input is connected to the first output of the frequency standard, and the output to the input of a bandpass filter, the first input of the switch is connected to the output of a bandpass filter, and the output is connected to the input. 25 первого формирователя строб—импульсов, выход которого подключен к управляющему входу первого строб-преобразователя, информационный вход первого строб-преобразователя соединен25 of the first strobe pulse shaper, the output of which is connected to the control input of the first strobe converter, the information input of the first strobe converter is connected 30 с выходом исследуемого генератора, а выход - с входом первого фильтра нижних частот, выход которого подключен к входу второго формирователя строб-импульсов, управляющий вход30 with the output of the investigated generator, and the output with the input of the first low-pass filter, the output of which is connected to the input of the second strobe pulse shaper, the control input 35 второго строб-преобразователя соединен с выходом второго формирователя строб-импульсов, а информационный вход - с выходом синтезатора частот, вход управления частотой которого35 of the second strobe converter is connected to the output of the second strobe pulse shaper, and the information input is connected to the output of a frequency synthesizer, whose frequency control input 40 подключен к .выходу пятого фильтра нижних частот, вход второго фильтра нижних частот соединен с выходом второго строб-преобразователя, а выход - с входом фазового детектора, второй40 is connected to the output of the fifth low-pass filter, the input of the second low-pass filter is connected to the output of the second strobe converter, and the output is connected to the input of the phase detector, the second 45 вход которого подключен к выходу45 input which is connected to the output третьего фильтра нижних частот, а выход - к входу четвертого фильтра нижних частот, выход делителя частоты соединен с входом третьего фильтраthe third low-pass filter, and the output to the input of the fourth low-pass filter, the output of the frequency divider is connected to the input of the third filter 50 нижних частот, выход четвертого фильтра нижних частот подключен к входу пятого фильтра нижних частот а,входу анализатора спектра.50 low pass, the output of the fourth low pass filter is connected to the input of the fifth low pass filter a, the input of the spectrum analyzer.
SU884438513A 1988-06-10 1988-06-10 Meter of phase noises of sources of oscillations SU1596268A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884438513A SU1596268A1 (en) 1988-06-10 1988-06-10 Meter of phase noises of sources of oscillations

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884438513A SU1596268A1 (en) 1988-06-10 1988-06-10 Meter of phase noises of sources of oscillations

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1596268A1 true SU1596268A1 (en) 1990-09-30

Family

ID=21380481

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884438513A SU1596268A1 (en) 1988-06-10 1988-06-10 Meter of phase noises of sources of oscillations

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1596268A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Манасевич В, Синтезаторы частот^ теори и проектирование, М,: Св зь, 1979, с,97, *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1596268A1 (en) Meter of phase noises of sources of oscillations
US4860227A (en) Circuit for measuring characteristics of a device under test
SU1046701A1 (en) Frequency short-term non-stability meter
RU184346U1 (en) FREQUENCY SYNTHESIZER
JPS588776B2 (en) frequency discriminator
SU1018029A1 (en) High-frequency voltmeter
SU1413549A1 (en) Stochastic stroboscopic phase differential meter
SU1095090A1 (en) Device for measuring change rate and deviation of frequency of signal having linear frequency modulation
SU1267276A1 (en) Automatic prequency meter
SU873145A2 (en) Digital panoramic frequency meter
SU1264350A2 (en) Device for measuring parameters of periodic signal
SU1396079A1 (en) Device for measuring frequency instability
SU595682A1 (en) Spectrum analyzer
SU794562A1 (en) Dispersion spectrum analyzer
SU970257A1 (en) Signal phase fluctuation measuring method
SU770544A1 (en) Frequency synthesizer
SU1072244A1 (en) Spectrum generator
SU978066A1 (en) Device for analysis of periodic signals
SU613334A1 (en) Correlator of frequency differential with coherent storage
SU1705755A1 (en) Harmonic signal frequency measuring device
SU1101754A1 (en) Method of measuring phase-shift (its versions)
SU744364A1 (en) Phase setting apparatus
SU1219978A1 (en) Amplitude-phase analyser of periodic voltage harmonics
SU1629869A1 (en) Harmonic analyzer
SU1013870A1 (en) Harmonic analyzer