新型相位噪声测量系统的研制

论文摘要

随着频率源技术的应用越来越广泛,本论文在简要介绍频率源各项指标的同时,重点论述了相位噪声这一非常重要的指标。相位噪声的测量在测量,控制,仪器仪表等方面的重要性使得许多研究者进行了深入的探索。但是传统的相噪测量系统线路复杂,需要参考和被测信号频率相同,这使得对不同频率源相位噪声的测量不易实施,而且成本很高。本论文所研究的基于等效鉴相频率的新型相位噪声测量系统,利用两个不同频率信号直接等效鉴相的方法,经过信号处理,从中提取出相位噪声信息。基于等效鉴相原理的锁相环是该系统设计的关键,论文第三章对该模块的设计进行了详细论述,锁定实验也进一步说明了该锁相环可以有力的保证相噪测量新原理的实现。新原理的应用引入了两信号最大公因子频率的影响,第五章中给出了行之有效的解决方案。此锁相环实现了不同频信号间的鉴相锁相,使得新型相位噪声测量系统突破了参考源和被测源必须同频的限制,从而省去了昂贵的高指标频率合成器,简化了系统设计,大大节约了成本。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 频率源技术在各个领域的重要性及近年来的发展
• 1.2 频率源的各个指标
• 1.3 相位噪声概念及测量
• 1.3.1 相位噪声概念
• 1.3.2 相噪的基本测量原理
• 1.3.3 现有相噪测量系统的不足
• 1.4 基于等效鉴相频率的新型相位噪声测量系统
• 1.5 小结
• 第二章 等效鉴相原理及其相关应用
• 2.1 等效鉴相频率及其特性
• 2.1.1 等效鉴相频率概念
• 2.1.2 等效相位重合和等效相位正交
• 2.1.3 重要特性
• 2.2 等效鉴相频率在实际中的应用
• 2.3 基于等效鉴相频率的相噪测量系统的总体方案及可行性分析
• 2.3.1 系统方案
• 2.3.2 新系统设计的可行性
• 2.4 小结
• 第三章 基于等效鉴相频率的锁相环的设计及验证
• 3.1 锁相环的概念
• 3.2 基于等效鉴相频率的锁相环原理
• 3.3 基于等效鉴相频率的锁相环设计
• 3.4 本系统中的基于等效鉴相频率的锁相环的实现
• 3.4.1 各个模块的线路实现及验证
• 3.4.2 锁定实验
• 3.5 小结
• 第四章 相噪测量系统的整体设计和实现
• 4.1 放大整形电路
• 4.2 相位噪声信息的提取
• 4.3 各参数自动控制电路的实现
• 4.3 1 相位噪声电压幅度的影响因素分析
• 4.3.2 系统自动测量控制的实现
• 4.4 用本系统的前端结合数字示波器进行相噪定性测量的实验
• 4.5 小结
• 第五章 系统设计的完善
• 5.1 最大公因子频率的干扰
• 5.2 引入一组带通滤波器
• 5.3 进一步降低系统的本底噪声
• 5.4 小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 在读期间的研究成果
• 附录