附加相位噪声测试技术及注意事项

　　4. 2测量步骤

　　(1)测量准备

　　按图连接仪器，加电预热，预热时间按仪器说明书要求。注意功分器至相位检波器的两个信号通路的延迟差应该最小，并选用调幅噪声小的频率源。

　　(2)系统定标

　　系统定标就是测量相位检波系数Kφ，确定输入信号的相位起伏和相位检波器输出电压起伏之间的关系。系统定标有两种常用方法，正负直流峰值法和差拍法。

　　正负直流峰值法。调节移相器，观察正交指示器，使相位检波器输出的直流电压达到正峰值，用Umax表示，再调节移相器，使电压达到负峰值，用Umin表示，则

　　Kφ=(Umax-Umin)/2

　　差拍法。用功率计测量参考输入端功率;设置频率综合器的输出频率为f0 + fb(fb可设置为小于100kHz的任意低频频率，典型应用为1kHz)，输出功率与参考输入端功率相等。替代原参考信号接入参考输入端，被替代的信号通路末端加50Ω终端负载，测量系统测量检相器输出的差拍信号fb的电压峰值，则相位检波常数K的数值等于fb的电压峰值。

　　(3)正交与测量

　　调节移相器使直流电压表读数为零，即系统正交，用频谱分析仪测得偏离载频f处边带电平值Pm.

　　(4)测量数据的校正

　　边带电平的测量值Pm需加以下三项校正因子：

　　4. 3测试结果示例

　　图2为我们对固态功率放大器的实际测试结果。图中最下面的一条曲线为PN9000相位噪声测试系统的本底噪声，上面的三条曲线为重复进行三次测量的结果。

　　图2附加相位噪声实测结果示例

　　4. 4注意事项

　　(1)在保持正交的前提下，尽量使相位检波器两路输入信号经历的电长度相等，这时源的噪声在相位检波器中互相抵消，测得的相位噪声即为被测频率控制器件的相位噪声。

　　(2)目前只有带附加相位噪声选件的PN9000相位噪声测试系统和HP3048A相位噪声测试系统才具有附加相位噪声测试功能。

　　(3)测试频率控制器件的附加相位噪声之前，一般要先测量系统的本底噪声，确保测试系统工作正常。

　　(4)频率控制器件的相位噪声一般都要比信号源的相位噪声好，我们测试的固态功放的相位噪声就比信号源的相位噪声好很多。

　　表1附加相位噪声实测数据

　　5放大器对信号恶化程度的说明

　　对放大器的附加相位噪声测试，笔者曾经尝试先测量信号源的相位噪声，再测量接入放大器之后信号源的相位噪声，以放大器对信号源的相位噪声的恶化程度来表征放大器的性能，但是结果几乎看不出来放大器对信号源的恶化。

　　经过分析测试结果是真实的，这种测试方法测试的是放大器和信号源的相位噪声之和，放大器对信号源相位噪声的影响可由下式给出：

　　e(dB)= 10lg[1 + 10-d/10]

　　d为放大器和信号源相位噪声的差值。放大器对信号源相位噪声的恶化见表2.

　　表2相位噪声恶化值

　　当放大器的附加相位噪声指标远好于信号源的相位噪声指标时，这种方法不适宜用于测量放大器的附加相位噪声。

　　6结束语

　　频率控制器件的附加相位噪声指标越来越受到重视，正确的测试该项指标是评价频率控制器件性能的一个重要因素。本文详细介绍了频率控制器件附加相位噪声的测试过程，给出了实际的测试结果，指出了附加相位噪声测试过程中的一些注意事项，希望对附加相位噪声测试人员有一定的借鉴意义。