抗振晶体振荡器相位噪声测试方法的对比研究

2014-11-17 10:56:28来源: eccn
目前电子系统都要求对晶体振荡器进行振动状态下相位噪声测试。但对于抗振晶体振荡器,按照常规相位噪声测试方法进行测试时其结果有可能不正常。文中分析了抗振晶体振荡器振动状态下的相位噪声及测试方法,通过对比测试发现,不同的测试系统其测试结果也不相同。通过系统设置和实验验证,解决了测试结果不正常的问题,使测试结果达成一致。

在电子系统中,晶体振荡器的相位噪声是一项重要的技术指标,无论是静止还是振动状态都要求进行测试相位噪声性能。对于常规晶体振荡器静止状态下的相位噪声,常规相位噪声测试系统都能准确地进行相位噪声测试。但抗振晶体振荡器振动状态下的相位噪声曲线与常规晶体振荡器有较大不同。如果整机系统直接按常规晶体振荡器的测试方法对抗振晶体振荡器进行测试,测试曲线则有可能不正常。

本文分析了抗振晶体振荡器的相位噪声及其测试方法,通过对比测试发现不同测试系统存在测试结果不同的问题。最终通过系统设置和实验验证,解决了测试结果不正常的问题,使测试结果达到一致。

1 相位噪声的测试方法

目前晶体振荡器相位噪声的测试方法有两种,一种是采用相位检波器法的正交技术,测试原理框图如图1所示。测试时需要一个参考源,被测件被锁定在参考源时才能进行测试,PN8000相位噪声测试系统就是采用正交技术。另一种是采用互相关技术的测试方法,原理框图如图2所示。

被测件的相位噪声可表示为

一方面可以通过增加相关次数NCorrelation消除测试系统的误差,最大限度降低测试系统的影响。另一方面测试时不需要参考源锁定,测试比较方便,且测试速度快。E5052A信号源分析仪的测试方法就是采用互相关技术。

2 抗振晶体振荡器的相位噪声

常规晶体振荡器振动状态下的相位噪声相对于静止状态会有约50 dB的恶化。所以常规抗振晶体振荡器一般都是采用减振方式对晶体振荡器进行抗振设计,减振器的谐振频率约为30 Hz,降低晶体振荡器远端的相位噪声,从而使抗振晶体振荡器与常规晶体振荡器的动态相位噪声曲线有所不同。在10~100 Hz之间,相位噪声最差,与未减振时差别不大,并且在30 Hz处附近会有谐振放大而恶化。而在100~1 000 Hz之间,此部分频偏处的相位噪声每10倍频程相位噪声的变化较大,下降高达50~60 dB。

3 对比测试

在相同振动条件下,分别使用E5052A信号源分析仪和PN8000相位噪声测试系统对同一只抗振晶体振荡器进行相位噪声测试,输出频率为100 MHz,测试曲线如图3和图4所示。

如图3所示,E5052A信号源分析仪的测试曲线正常,在频偏1 kHz处的动态相位噪声曲线是连续的,为-148 dBc/Hz。但在图5中PN8000相位噪声测试系统的测试曲线明显不正常,在频偏10~400 Hz和1 kHz~1 MHz处,PN8000相位噪声测试系统与E5052A信号源分析仪测试结果一致。而在频偏100 Hz~1 kHz处,频偏1 kHz处的动态相位噪声为-138dBc/Hz。在频偏1~10kHz处,频偏1 kHz处的动态相位噪声为-148dBc /Hz,两处的相位噪声相差10 dB,使频偏1 kHz处的测试曲线呈现台阶状态。

[1] [2]

关键字:晶体振荡器  相位噪声  抗振  振动

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2014/1117/article_10089.html
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