專利名稱：一種應(yīng)用于相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)能力驗(yàn)證的傳遞裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量系統(tǒng)的傳遞裝置，特別是涉及一種應(yīng)用于相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)能力驗(yàn)證的傳遞裝置。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)上的相位噪聲測(cè)量裝置主要包括引進(jìn)的HP3047A、HP3048A、E5500系列及PN9000等，這些裝置的組成主要包括檢相器、鎖相環(huán)路、低噪聲放大器、數(shù)據(jù)采集和計(jì)算機(jī)。對(duì)于這種大型、精密、復(fù)雜的測(cè)量系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)外均沒(méi)有量值傳遞標(biāo)準(zhǔn)，只是對(duì)系統(tǒng)做功能性測(cè)試。但對(duì)同一傳遞標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，不同的相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)得到的相位噪聲測(cè)量結(jié)果可能存在較大的離散性。以往通過(guò)開(kāi)展相位噪聲參量的比對(duì)測(cè)量，解決相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)無(wú)法溯源的問(wèn)題。比對(duì)樣品的頻率為IOMHz和10GHz，其中IOMHz晶振用于校準(zhǔn) “相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)”低端頻率范圍的性能指標(biāo)，IOGHz點(diǎn)頻微波源是用于校準(zhǔn)“相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)”高端頻率范圍的性能指標(biāo)。這種比對(duì)樣品存在以下的幾種缺點(diǎn)，其一是作為驗(yàn)證“相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)”低端頻率范圍性能指標(biāo)的IOMHz晶振，由于其壓控特性選擇過(guò)寬，壓控靈敏度為lOOHz/V，造成在比對(duì)測(cè)量過(guò)程中，環(huán)路設(shè)置過(guò)大，近載頻0. IHz IHz傅氏分析頻率范圍內(nèi)的測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)較大的離散性。其二是作為驗(yàn)證“相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)”高端頻率范圍性能指標(biāo)的IOGHz 微波源，一方面由于其壓控特性選擇過(guò)寬，造成在比對(duì)測(cè)量過(guò)程中，環(huán)路設(shè)置過(guò)大，近載頻 IOHz IOOHz傅氏分析頻率范圍內(nèi)的測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)較大的離散性，另一方面由于其在傅氏分析頻率IHz處的噪聲已經(jīng)超過(guò)小角度調(diào)制條件，此處測(cè)量結(jié)果已不能作為單邊帶相位噪聲測(cè)量結(jié)果使用。其三是驗(yàn)證“相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)”高端頻率范圍性能指標(biāo)的IOGHz微波源僅有一臺(tái)，比對(duì)過(guò)程中，只能采用下變頻的方法進(jìn)行測(cè)量，這種方法一方面無(wú)法對(duì)相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)的微波檢相端口進(jìn)行直接校準(zhǔn)，另一方面由于引入下變頻器和中頻參考源，造成傅氏分析頻率范圍IOOHz IOkHz內(nèi)的比對(duì)測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)較大的離散。

發(fā)明內(nèi)容
為避免以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種應(yīng)用于相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)能力驗(yàn)證的傳遞裝置。本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種應(yīng)用于相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)能力驗(yàn)證的傳遞裝置，所述相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)包括微波檢相端口和射頻檢相端口，該裝置包括第一高穩(wěn)晶振通過(guò)第一選通開(kāi)關(guān)依次經(jīng)第一倍頻器、第一鎖相環(huán)路、第一低噪聲壓控振蕩器、第一隔離放大器、第二倍頻器、第一梳狀譜發(fā)生器、第一梳狀濾波器、第一功率放大器和第一微波源連接至所述微波檢相端口，所述第一隔離放大器還與所述第一鎖相環(huán)路連接；
第二高穩(wěn)晶振通過(guò)第二選通開(kāi)關(guān)依次經(jīng)第三倍頻器、第二鎖相環(huán)路、第二低噪聲壓控振蕩器、第二隔離放大器、第四倍頻器、第二梳狀譜發(fā)生器、第二梳狀濾波器、第二功率放大器和第二微波源連接至所述微波檢相端口，所述第二隔離放大器還與所述第二鎖相環(huán)路連接；所述第一高穩(wěn)晶振還通過(guò)所述第一選通開(kāi)關(guān)經(jīng)第一輸出接口連接至所述射頻檢相端口 ；所述第一高穩(wěn)晶振和所述相位噪聲測(cè)量裝置的壓控輸出端分別與壓控輸入接口連
接；所述第二高穩(wěn)晶振還通過(guò)所述第二選通開(kāi)關(guān)經(jīng)第二輸出接口連接至所述射頻檢相端 □。進(jìn)一步，所述第一和第二高頻晶振為IOMHz高頻晶振。進(jìn)一步，所述第一和第二高頻晶振的壓控靈敏度為0. 5Hz/V。進(jìn)一步，所述第一和第二輸出接口為IOMHz輸出接口。進(jìn)一步，所述第一、第二、第三和第四倍頻器為X 10倍頻器。進(jìn)一步，所述第一和第二微波源為IOGHz微波源。進(jìn)一步，所述第一和第二微波源在IHz處的相位噪聲指標(biāo)小于-30dBc/Hz。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1.所選用的高穩(wěn)晶振的壓控靈敏度為0. 5Hz/V，無(wú)論校準(zhǔn)相位噪聲測(cè)量裝置的頻率高端和頻率低端的性能時(shí)，環(huán)路均可控制在IHz以內(nèi)，從而可以避免近載頻測(cè)量結(jié)果的離散。2.在能力驗(yàn)證活動(dòng)中，校準(zhǔn)相位噪聲測(cè)量裝置的頻率高端的性能時(shí)，由于采用兩臺(tái)鎖相后的微波源且其IHz處的相位噪聲指標(biāo)小于-30dBc/Hz，從而滿足小角度調(diào)制條件， 可以作為能力驗(yàn)證結(jié)果使用；3.本發(fā)明這種驗(yàn)證傳遞裝置中不需下變頻器和中頻參考源，從而避免了遠(yuǎn)載頻測(cè)量結(jié)果的離散。


圖1 本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖，本發(fā)明一種應(yīng)用于相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)能力驗(yàn)證的傳遞裝置，所述相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)包括微波檢相端口和射頻檢相端口，該裝置包括第一高穩(wěn)晶振1通過(guò)第一選通開(kāi)關(guān)2依次經(jīng)第一倍頻器3、第一鎖相環(huán)路4、第一低噪聲壓控振蕩器5、第一隔離放大器6、第二倍頻器7、第一梳狀譜發(fā)生器8、第一梳狀濾波器9、第一功率放大器10和第一微波源11連接至所述微波檢相端口 12，所述第一隔離放大器6還與所述第一鎖相環(huán)路4連接；第二高穩(wěn)晶振13通過(guò)第二選通開(kāi)關(guān)14依次經(jīng)第三倍頻器15、第二鎖相環(huán)路16、第二低噪聲壓控振蕩器17、第二隔離放大器18、第四倍頻器19、 第二梳狀譜發(fā)生器20、第二梳狀濾波器21、第二功率放大器22和第二微波源23連接至所述微波檢相端口 12，所述第二隔離放大器18還與所述第二鎖相環(huán)路16連接。所述第一高穩(wěn)晶振1還通過(guò)所述第一選通開(kāi)關(guān)2經(jīng)第一輸出接口 M連接至所述射頻檢相端口 25 ；所述第一高穩(wěn)晶振1和所述相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)沈的壓控輸出端分別與壓控輸入接口 27連接；所述第二高穩(wěn)晶振13還通過(guò)所述第二選通開(kāi)關(guān)14經(jīng)第二輸出接口 28連接至所述射頻檢相端口 25。所述第一和第二高頻晶振為IOMHz高頻晶振，且該第一和第二高頻晶振的壓控靈敏度可為0. 5Hz/V。所述第一和第二輸出接口為IOMHz輸出接口，所述第一、第二、第三和第四倍頻器為X 10倍頻器，所述第一和第二微波源為IOGHz微波源。所述第一和第二微波源在IHz處的相位噪聲指標(biāo)小于_30dBc/Hz。工作時(shí)，當(dāng)相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)能力驗(yàn)證活動(dòng)中需要校準(zhǔn)“相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)”低端頻率范圍的性能指標(biāo)時(shí)，高穩(wěn)晶振1通過(guò)開(kāi)關(guān)2選通IOMHz輸出接口 24，高穩(wěn)晶振13通過(guò)開(kāi)關(guān)14選通IOMHz輸出接口觀，這兩路高穩(wěn)晶振輸出是用來(lái)驗(yàn)證相位噪聲測(cè)量裝置中的射頻檢相單元的性能，相位噪聲測(cè)量裝置26的壓控輸出端與壓控輸入接口 27相連形成鎖相環(huán)路進(jìn)行測(cè)試。當(dāng)相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)能力驗(yàn)證活動(dòng)中需要校準(zhǔn)“相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)”高端頻率范圍的性能指標(biāo)時(shí)，使用本傳遞標(biāo)準(zhǔn)中頻率為IOGHz的兩臺(tái)點(diǎn)頻微波源輸出用來(lái)驗(yàn)證相位噪聲測(cè)量裝置中微波檢相單元的性能。工作時(shí)開(kāi)關(guān)2將高穩(wěn)晶振1與X 10倍頻器3選通，XlO 倍頻器3將高穩(wěn)晶振1的IOMHz頻率輸出倍頻到IOOMHz。頻率為IOOMHz的低噪聲壓控振蕩器5通過(guò)隔離放大器6進(jìn)行放大隔離，分配為兩路輸出。其中隔離放大器6的鎖相端輸出經(jīng)過(guò)倍頻得到的IOOMHz的頻率信號(hào)，鎖相環(huán)路4的壓控輸出端與低噪聲壓控振蕩器5的壓控輸入端連通形成環(huán)路，鎖相環(huán)路4將低噪聲壓控振蕩器5鎖定在高穩(wěn)晶振1的相位輸出上。隔離放大器6的倍頻端輸出信號(hào)通過(guò)X 10倍頻器7將輸入的IOOMHz頻率倍頻到 IGHz，然后通過(guò)梳狀譜發(fā)生器8產(chǎn)生梳狀譜序列。梳狀譜發(fā)生器8產(chǎn)生的梳狀譜序列通過(guò)梳狀濾波器9提取IOGHz處的譜線并對(duì)其它頻率的梳狀譜線進(jìn)行抑制，梳狀濾波器9輸出的 IOGHz頻率譜線通過(guò)功率放大器10進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓β史糯?，IOGHz微波源15作為最終的一臺(tái)微波源輸出使用。開(kāi)關(guān)14將高穩(wěn)晶振13與X 10倍頻器15選通，X 10倍頻器15將高穩(wěn)晶振13的IOMHz頻率輸出倍頻到IOOMHz。頻率為IOOMHz的低噪聲壓控振蕩器17通過(guò)隔離放大器18進(jìn)行放大隔離，分配為兩路輸出。其中隔離放大器18的鎖相端輸出經(jīng)過(guò)倍頻得到的IOOMHz的頻率信號(hào)，在鎖相環(huán)路16的壓控輸出端與低噪聲壓控振蕩器17的壓控輸入端連通形成環(huán)路，鎖相環(huán)路16將低噪聲壓控振蕩器17鎖定在高穩(wěn)晶振13的相位輸出上。 隔離放大器18的倍頻端輸出信號(hào)通過(guò)X 10倍頻器19將輸入的IOOMHz頻率倍頻到1GHz， 然后通過(guò)梳狀譜發(fā)生器20產(chǎn)生梳狀譜序列。梳狀譜發(fā)生器20產(chǎn)生的梳狀譜序列通過(guò)梳狀濾波器21提取IOGHz處的譜線并對(duì)其它頻率的梳狀譜線進(jìn)行抑制，梳狀濾波器21輸出的 IOGHz頻率譜線通過(guò)功率放大器22進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓β史糯螅琁OGHz微波源23作為最終的一臺(tái)微波源輸出使用。本傳遞裝置中的微波源輸出的相位噪聲特性如表1所示。表1單位dBc/Hz分析頻率
載波頻率
IHz IOHz 100Hz IkHz IOkHz IOOkHz IMHz IOMHz -110 -140 -150 -158 -160 -160 -160 IOGHz-49 -81 -93 -112 -115 -115 -141為了兼顧相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)的高低端頻率范圍都能得到驗(yàn)證，傳遞裝置選擇 IOMHz和IOGHz兩個(gè)頻率點(diǎn)，其中IOMHz晶振用于校準(zhǔn)“相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)”低端頻率范圍即射頻檢相單元的性能指標(biāo)，IOGHz點(diǎn)頻微波源是用于校準(zhǔn)“相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)”高端頻率范圍即微波檢相單元的性能指標(biāo)。每個(gè)校準(zhǔn)頻點(diǎn)的傅立葉分析頻率為1Hz、IOHz、IOOHz、 1kHz、10kHz、lOOkHz、IMHz。在對(duì)相位噪聲能力進(jìn)行測(cè)試時(shí)，先選定一個(gè)參考的相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)對(duì)傳遞裝置中的相位噪聲進(jìn)行測(cè)量，然后再對(duì)各個(gè)參加測(cè)試的相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)分別對(duì)該傳遞標(biāo)準(zhǔn)的相位噪聲進(jìn)行測(cè)量。在傳遞裝置被傳遞至各個(gè)參加測(cè)試的相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)前，由該參加測(cè)試的相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量，保留數(shù)據(jù)；在完成所有的參加測(cè)試的相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)的能力驗(yàn)證后，返回到參考的相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)中，再測(cè)量一次，對(duì)比前后兩次測(cè)量數(shù)據(jù)，判斷傳遞源的穩(wěn)定性。通過(guò)在相位噪聲測(cè)量的能力驗(yàn)證活動(dòng)中應(yīng)用這種傳遞裝置及其結(jié)果，可以客觀地驗(yàn)證和評(píng)價(jià)現(xiàn)有相位噪聲計(jì)量測(cè)試的技術(shù)能力，這對(duì)保證相位噪聲測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量，提高其置信度，驗(yàn)證及監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室的持續(xù)能力，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)能力驗(yàn)證的傳遞裝置，所述相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)包括微波檢相端口和射頻檢相端口，其特征在于，該裝置包括第一高穩(wěn)晶振通過(guò)第一選通開(kāi)關(guān)依次經(jīng)第一倍頻器、第一鎖相環(huán)路、第一低噪聲壓控振蕩器、第一隔離放大器、第二倍頻器、第一梳狀譜發(fā)生器、第一梳狀濾波器、第一功率放大器和第一微波源連接至所述微波檢相端口，所述第一隔離放大器還與所述第一鎖相環(huán)路連接；第二高穩(wěn)晶振通過(guò)第二選通開(kāi)關(guān)依次經(jīng)第三倍頻器、第二鎖相環(huán)路、第二低噪聲壓控振蕩器、第二隔離放大器、第四倍頻器、第二梳狀譜發(fā)生器、第二梳狀濾波器、第二功率放大器和第二微波源連接至所述微波檢相端口，所述第二隔離放大器還與所述第二鎖相環(huán)路連接；所述第一高穩(wěn)晶振還通過(guò)所述第一選通開(kāi)關(guān)經(jīng)第一輸出接口連接至所述射頻檢相端口 ；所述第一高穩(wěn)晶振和所述相位噪聲測(cè)量裝置的壓控輸出端分別與壓控輸入接口連接； 所述第二高穩(wěn)晶振還通過(guò)所述第二選通開(kāi)關(guān)經(jīng)第二輸出接口連接至所述射頻檢相端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)能力驗(yàn)證的傳遞裝置，其特征在于所述第一和第二高頻晶振為IOMHz高頻晶振。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)能力驗(yàn)證的傳遞裝置，其特征在于所述第一和第二高頻晶振的壓控靈敏度為0. 5Hz/V。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)能力驗(yàn)證的傳遞裝置，其特征在于所述第一和第二輸出接口為IOMHz輸出接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)能力驗(yàn)證的傳遞裝置，其特征在于所述第一、第二、第三和第四倍頻器為X10倍頻器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)用于相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)能力驗(yàn)證的傳遞裝置，其特征在于所述第一和第二微波源為IOGHz微波源。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種應(yīng)用于相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)能力驗(yàn)證的傳遞裝置，其特征在于所述第一和第二微波源在IHz處的相位噪聲指標(biāo)小于-30dBc/Hz。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于相位噪聲測(cè)量系統(tǒng)能力驗(yàn)證的傳遞裝置，該裝置包括第一高穩(wěn)晶振通過(guò)第一選通開(kāi)關(guān)經(jīng)第一倍頻器、第一鎖相環(huán)路、第一低噪聲壓控振蕩器、第一隔離放大器、第二倍頻器、第一梳狀譜發(fā)生器、第一梳狀濾波器、第一功率放大器和第一微波源連接至所述微波檢相端口，所述第一隔離放大器還與所述第一鎖相環(huán)路連接；第二高穩(wěn)晶振通過(guò)第二選通開(kāi)關(guān)經(jīng)第二倍頻器、第二鎖相環(huán)路、第二低噪聲壓控振蕩器、第二隔離放大器、第四倍頻器、第二梳狀譜發(fā)生器、第二梳狀濾波器、第二功率放大器和第二微波源連接至所述微波檢相端口，所述第二隔離放大器還與所述第二鎖相環(huán)路連接。本發(fā)明對(duì)提高相位噪聲測(cè)量的驗(yàn)證能力具有重要意義。
文檔編號(hào)G01R35/00GK102435972SQ201110335328
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者楊軍, 柳丹, 閻棟梁, 韓紅 申請(qǐng)人:北京無(wú)線電計(jì)量測(cè)試研究所