便携式场强测试仪参考环的低噪声设计

2011-08-23 13:37:24来源: 互联网 关键字:便携式场强测试仪  参考环  低噪声

0 引 言
    便携式场强测试仪对第一本振相位噪声要求较高,其参考频率由参考环提供,因此对参考环的相位噪声要求也很高。参考环采用∑-△调制技术降低相位噪声,具体原理见参考文献。


1 设计方案
    便携式场强仪第一本振的主要性能指标:
    频率范围:4031.25~7031.25MHz;单边带相噪:≤-100dBc/Hz@10kHz
    由此计算出参考频率的指标:
    频率范围:31.25~62.5MHz;单边带相噪:≤-118dBc/Hz@10kHz
    第一本振方案框图如图1所示。
    图1中,左框内为本振环;右框内为参考环;其余部分为步进环。

2 参考环环路滤波器带宽设计
    锁相环环路带宽内的相位噪声主要是由分频器、鉴相器以及参考信号的噪声决定的,而在环路带外的相位噪声则是由VCO的相位噪声来决定的。因此选择带宽时要综合考虑带宽内的相位噪声和VCO的相位噪声,以求达到最佳的噪声效果。
    下面计算参考环的环路滤波器带宽:
    参考环的环路滤波器采用有源二阶积分滤波器。压控振荡器归一化相位噪声功率谱密度

   
式中:f0为压控振荡器的中心频率;F为频偏;Q为回路品质因数
    晶振的归一化相位噪声功率谱密度:

   
    式中:fr为晶体振荡器的谐振频率;F为频偏。
    在忽略鉴相器本身噪声的条件下,环路输出的归一化总相位噪声功率频谱密度为:
   
    二阶锁相环路系统通常设计在欠阻尼状态使用,即0<ξ<1。现取阻尼系数ξ=0.5,fr=10MHz,f0=500MHz,Q=500,则:

    由此算出环路闭环频率响应的伯德图如图2所示。
    将一起画到图2(a)中,可见两噪声谱交于F=104Hz附近。综合考虑,选择在两谱线相交频率处显然是最有利的,即fn=104Hz。分别过滤后相位噪声如图2(a)虚线所示。由图可见,晶振噪声经过低通过滤以后,在F>fn的高频段内噪声谱已低于晶振的噪声。图2(a)是归一化的输出相位噪声,实际输出的相位噪声应乘以fo2,如图2(b)所示。

 

[1] [2]

关键字:便携式场强测试仪  参考环  低噪声

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/0823/article_3305.html
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