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電學(xué)文章
信號源分析儀的基本工作原理及作用

發(fā)布時間: 2022-02-18   瀏覽次數(shù):   作者:邁昂科技

     信號源分析儀器是測量晶振、PLL、時鐘電路、相位噪聲的常用儀器。信號源分析儀器作為一款綜合性的測量儀器,提供了所有必需的測量能力,測量參數(shù)包括:


1)相位噪聲
2)頻率、相位和功率,信號源的瞬態(tài)參數(shù)
3)頻率、射頻功率和直流電流
4)頻譜監(jiān)測
5)AM噪聲測量

6)基帶噪聲測量


    信號源分析儀器采用相參接收機(jī)的方法降低儀器的本地噪聲,結(jié)構(gòu)原理圖如圖2所示。此技術(shù)基本上可以消除系統(tǒng)噪聲。信號源分析儀器具有兩個獨(dú)立的信號通道和內(nèi)置基準(zhǔn)源。如果需要更高的頻率范圍,可使用E5053A。


      E5053A具有本地振蕩器(LOs),用來對信號進(jìn)行下變頻,得到互不相關(guān)的信號。如果兩個信號不相關(guān),他們通過矢量加法電路后,來自基準(zhǔn)源的總噪聲功率可以通過矢量平均來降低,同時,來自被測器件(DUT)的噪聲信號,將凸顯出來。噪聲消除的程度,取決于做相關(guān)次數(shù)。做100次相關(guān)運(yùn)算,可使噪聲平臺下降10dB,做10000次相關(guān)運(yùn)算,可使噪聲平臺下降20dB。


     信號源分析儀器采用雙通道測量,以便全面表征頻率轉(zhuǎn)換信號源的特性。在寬帶模式下,可觀察到跳頻的所有行為。在窄帶模式下,可以分析隨時間變化的頻率、相位和功率的詳細(xì)信息。這些測量均可同時進(jìn)行,并以以優(yōu)異的性能靈活地對高速頻率轉(zhuǎn)換源的特性進(jìn)行表征多條跡線進(jìn)行顯示。從而使設(shè)計者可以快速評估合成器、LO電路和發(fā)射機(jī)的動態(tài)響應(yīng)。


        如何測試快速頻率轉(zhuǎn)換源是目前的一個測量難題。這類信號源可以在亞微秒中鎖定頻率,主要面向高速無線數(shù)據(jù)通信和航空/國防雷達(dá)等領(lǐng)域。為了滿足這一需要,信號源分析儀可以提供8納秒的取樣率,這將可以提供增強(qiáng)的取樣分辨率、更好的頻率分辨率,從而能夠滿足將來表征高速頻率轉(zhuǎn)換源特征的要求(在8納秒的取樣率中頻率分辨率為7kHz,在8微秒的取樣率中頻率分辨率為0.2Hz)。


     分析儀上的硬件觸發(fā)輸入端口可以使被測試的信號源隨著測量觸發(fā)同步進(jìn)行改變。它所提供的預(yù)觸發(fā)能力可用于觀察事件前后的各種現(xiàn)象。而視頻觸發(fā)能力則有助于快速檢查正在進(jìn)行測試的信號源的跳頻行為。


       除了精確的相位噪聲測量能力,信號源分析儀還具有AM噪聲測量模式和基帶測量模式,以有效地調(diào)查射頻信號源上潛在的導(dǎo)致噪聲的原因。在射頻輸入端口,可以利用與相位噪聲測量相同的連接來測量AM噪聲。通過直流耦合50歐姆阻抗,在BNC基帶輸入端口測量低頻率噪聲(1Hz至100MHz)。


     信號源分析儀的頻率、功率和直流電源測量功能均進(jìn)行了調(diào)諧,以表征振蕩器(從固定振蕩器到壓控振蕩器)的特性。頻率、射頻功率和直流電流(位于直流電源電壓端口)測量可以與直流控制電壓或直流電源電壓上的電壓掃描同步進(jìn)行。


只需要一次測試連接就可以在屏幕上得到每個參數(shù)的跡線曲線,可以測量以下參數(shù):
1)頻率與直流控制(調(diào)諧)電壓的關(guān)系
2)調(diào)諧靈敏度(頻率與直流調(diào)諧電壓變化之間的關(guān)系)
3)頻率與直流電源電壓的關(guān)系
4)頻率推移(頻率與直流電源供電電壓變化之間的關(guān)系)
5)射頻功率與直流控制(調(diào)諧)電壓的關(guān)系
6)射頻功率與直流電源電壓的關(guān)系
7)直流電流(位于直流電源電壓端

 
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