用HP8902A测量SSB相位噪声的方法和技术

　　一、引言

　　在高品质信号发生器中单边带(SSB)相位噪声是反映其频谱纯度的重要技术指标之一,它是信号频率稳定度的频域表征量。常用的测量方法有直接频谱法、差相频域法(或称双振荡器技术)及正交鉴相法(或称零相法)。目前,具有代表性的典型测量装置有美国HP公司推出的HP3o48A相位噪声测量系统,这种装置有很多先进性:如全面性高指标、可程序控制并打印出直观图表等等,但它是由多台独立的仪器组合而成,系统庞大,操作复杂,很难用于生产现场对产品预定性能作阶段性测试。

　　本文介绍的是利用已配置Opt030/037高选择性选件的HP89oZA测量接收机直接测量SSB相位噪声的方法和技术。这种方法仅需一至二台仪器，比较简便。

　　二、工作原理

　　众所周知，单边带相位噪声谱密度的定义是离开载波指定频率处一周带宽内的噪声功率Pn与载波功率Pc之比，其工程上的数字表达式为

　　其中,L(f0)为单边带相位噪声,f0为离开载波的指定频率,即偏移频率。

　　若作出单边单相噪曲线,则是以IHz带宽内的相噪幅度为纵轴,而以偏离载波频率的横轴,所以测量时必须在确定载波频率的前提下测出中心载波功率及噪声功率两大要素,然后对在任何实际带宽内的测量值均需折算到IH:带宽经计算后就可得到实测结果。

　　本测量技术的简单原理方框图如图1。

　　从图1可知测试是在外差式电路外增加了包括可编程中放、滤波器及其有效值中频捡波器的中频过程电路,通过信号在中频滤波器带内与带外移动,用有效值检波器分别测得的电平值之比来读取测量结果。

　　该电路与差相频域法相比,并无本质区别,但关键是HP89oZA是一台高灵敏度(一127dBm)、高动态范围(157dB)、高分辨力(10Hz,0.001dB)的测量接收机,且其本机又有良好的基底噪声(一150dBc/Hz),这样的性能已经具备测量相位噪声的最基本能力,在此基础上该机又增添了有相应高性能的2.skHz窄带噪声滤波器、检波器等一系列必要的中频过程电路,当通过HP89OZA内现有的微处理器来控制和调用有关程序和所需测量电路并加以运算时,即把HP8902A的内在高技术资源综合优势得到了充分的发挥。因此使象SSB相位噪声这样一个原本较复杂的测量过程可变得快捷易行。

　　三、操作技术

　　本方法的操作步骤如下:

　　1.先使接收机进入选频功率测量方式并建立起相应合适的本振(LO)):若需调用外LO则必须使接收机输入的本振频率与引入的被测信号相差455kH:;若使用内LO,只要把接收机调谐到输入信号频率即可。