【導讀】為什么不能僅僅使用頻譜分析儀行業(yè)在成像雷達，移動通信，衛(wèi)星通信，天氣監(jiān)測等應用中，對頻譜純信號的需求不斷增長。這需要對信號生成設備進行快速，準確和可再現(xiàn)的表征。需要專用的相位噪聲和幅度噪聲測量系統(tǒng)，其測量本底噪聲通常優(yōu)于-180 dBc / Hz。
為什么不能僅僅使用頻譜分析儀行業(yè)在成像雷達，移動通信，衛(wèi)星通信，天氣監(jiān)測等應用中，對頻譜純信號的需求不斷增長。這需要對信號生成設備進行快速，準確和可再現(xiàn)的表征。需要專用的相位噪聲和幅度噪聲測量系統(tǒng)，其測量本底噪聲通常優(yōu)于-180 dBc / Hz。所需要的是用于測量晶體振蕩器（VCXO，OCXO），SAW振蕩器，合成器，鎖相環(huán)和VCO（鎖定或自由運行的高Q）的 相位噪聲的儀器，以及放大器，混頻器，分頻器和乘法器。
盡管可以使用頻譜分析儀來產生一些特性，但是它對于區(qū)分幅度和相位噪聲不是很有幫助。不僅無法分離振幅和相位噪聲，而且頻譜分析儀的動態(tài)范圍和底噪也不足。頻譜分析儀中內部本地振蕩器的相位噪聲過高，并且它們缺乏分辨率帶寬。因此，需要一個專門的系統(tǒng)，該系統(tǒng)先進行解調然后分別分析幅度和相位噪聲。
測量信號源相位噪聲1
解決方案
總部位于瑞士的Anapico生產了APPH系列自動信號源分析儀，其將幅度調制和相位調制測量分開，可以獨立測量非常低的噪聲水平（低于-180 dBc / Hz），并具有測量有源和無源附加噪聲的能力組件。APPH分析儀可提供高達30GHz的測量能力，并具有完全集成的互相關系統(tǒng)，可響應 常見的相位，幅度和基帶噪聲測量問題，可提供高 和重現(xiàn)性，快速測量速度，高動態(tài)范圍以及低系統(tǒng)本底噪聲，同時仍可為實驗室和生產環(huán)境提供可承受的價格。
系統(tǒng)架構
APPH系列的 引擎將低噪聲模擬接收器通道與先進的數字信號處理技術結合在一起，可提供快速且可重復的噪聲測量。專有的基于FPGA的FFT交叉分析儀實時處理125MSa / s，可在幾秒鐘內完成數千個相關性和-170dBc / Hz以下的測量。由LAN或USB控制的APPH系列可以使用PC，筆記本電腦或平板電腦作為控制器，因此無需集成顯示器，從而可以 地降低產品成本，同時提高可靠性。
校準
將系統(tǒng)封裝在緊湊的無風扇機箱中，可以進一步消除雜散信號以及接地和電源線環(huán)路。另一個非常重要的考慮因素是 校準。出廠前，每臺儀器均根據可溯源的噪聲標準進行了校準，以確保高 ，一致和可重復的結果。可選地，儀器可以提供校準標準品，以使用戶可以隨時進行現(xiàn)場性能驗證。
測量能力
Anapico的APPH儀器支持的測量包括：使用內部或外部參考的相加或 相位噪聲測量，幅度噪聲測量以及其他用于評估RF信號源的自動測量。對于晶體振蕩器，PLL合成器，時鐘，鎖相VCO，DRO等源，可以輕松進行SSB相位噪聲，幅度噪聲，AM噪聲測量，加性或殘留噪聲表征以及高達30GHz的基帶噪聲測量。 。
圖2所示的相位噪聲數據是從低噪聲100 MHz OCXO參考中收集的數據。所顯示的三個跡線分別是在 次關聯(lián)之后（綠色，在12秒的測量時間之后），10個關聯(lián)（藍色，在120 s之后）和100個關聯(lián)（紅色，在20分鐘之后）。十次相關或兩分鐘后，DUT的本底噪聲達到-180 dBc / Hz。對于這種超低噪聲測量，使用外部參考源可以獲得更快的結果。使用內部基準電壓源運行的系統(tǒng)的靈敏度取決于DUT的載波頻率和頻率偏移范圍。
測量信號源相位噪聲2
圖3顯示了使用內部信號源進行測量時APPH的典型靈敏度，假設測量時間約為24秒，偏移量為1Hz至10MHz。但是，APPH信號源分析儀還可以測量不同驅動條件下放大器的加性相位噪聲，以及預分頻器或混頻器之類的頻率轉換設備的相位噪聲。此外，還支持幅度噪聲測量。
測量信號源相位噪聲3
圖4顯示了從Anapico的一個信號發(fā)生器獲得的4 GHz的幅度噪聲，并顯示了帶有用戶定義的標記和偽列表的跡線。APPH還可以直接訪問FFT分析儀，從而可以對電源電壓和控制電壓進行噪聲分析。具有擴展偏移范圍的APPH6040以及APPH20G提供超過40 MHz的帶寬和瞬態(tài)測量功能。
圖3：帶有內部參考源（24秒后）的APPH的靈敏度。
測量信號源相位噪聲4
結論
APPH系列相位噪聲測試儀提供了完整的測量功能，可評估各種射頻信號源。它們提供了全面的測量功能，例如相位和幅度噪聲測量，殘余噪聲表征，可直接訪問FFT分析儀進行基帶信號和LF噪聲分析。使用經過驗證的互相關測量程序和自校準例程，即使在變化的環(huán)境條件下也可以獲得可重復且準確的測量結果。全自動的頻率采集和自校準功能大大簡化了儀器的使用和適用范圍，從而實現(xiàn)了快速測量和易于操作。
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