一種互相關(guān)相位噪聲檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及相位噪聲測量裝置。更具體地，涉及一種數(shù)字化互相關(guān)相位噪聲檢測
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]由于高穩(wěn)晶振和原子頻率標(biāo)準(zhǔn)廣泛應(yīng)用于通信電子設(shè)備、雷達微波鏈路的本振及時間參考標(biāo)準(zhǔn)，相位噪聲指標(biāo)反映了振蕩器的相位抖動和短期穩(wěn)定度，是評估振蕩器性能的關(guān)鍵指標(biāo)。相位噪聲限制了導(dǎo)航定位的精度，減小了雷達的作用范圍，降低了通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量，而在多普勒雷達系統(tǒng)中，通過測量雷達回波的近載頻相位噪聲，可偵查低速運動的目標(biāo)。
[0003]目前市場上的相位噪聲測量裝置主要包括引進的HP3047A、HP3048A、E5500系列及PN9000等，這些測量裝置以模擬技術(shù)為主，主要包括雙源檢相法、單源法、頻譜儀法等。
[0004]這些測量裝置主要存在以下缺點:1)雙源檢相法，對參考源要求嚴(yán)格，待測源與參考源必須同頻、正交，鎖相環(huán)的帶寬特性使近載頻測量不準(zhǔn)確，需要進行環(huán)路帶寬修正，鎖相環(huán)易失鎖，系統(tǒng)穩(wěn)定性較差；2)單源法:需要對待測源頻率起伏和鑒頻器輸出電壓間的關(guān)系進行定標(biāo)，近載頻處系統(tǒng)靈敏度較低，測量結(jié)果需加權(quán)修正；3)頻譜儀法:受頻譜儀性能限制，測量結(jié)果較差，且不能測量高穩(wěn)晶振、原子頻標(biāo)等低噪聲信號源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個目的在于提供一種數(shù)字化互相關(guān)相位噪聲檢測裝置，以解決其他測量方法中操作復(fù)雜、系統(tǒng)穩(wěn)定性差、測量局限性大的問題，通過選取高精度的參考源及簡單的按鍵操作即可測量數(shù)百兆頻率范圍內(nèi)任意載頻IHz至IMHz頻偏范圍內(nèi)的相位噪聲。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0007]一種互相關(guān)相位噪聲檢測裝置，該檢測裝置包括:
[0008]待測信號相位檢測單元，用于檢測待測信號相對本振信號的相位差；
[0009]參考信號相位檢測單元，用于檢測參考信號相對本振信號的相位差；
[0010]第一減法器，基于待測信號相對本振信號的相位差和參考信號相對本振信號的相位差進行減法運算，獲得第一過渡信號；
[0011]第二減法器，基于待測信號相對本振信號的相位差和參考信號相對本振信號的相位差進行減法運算，獲得第二過渡信號；
[0012]互功率譜計算模塊，用于對所述第一過渡信號和所述第二過渡信號進行互相關(guān)功率譜計算，獲得待測信號的相位噪聲。
[0013]優(yōu)選的，所述待測信號相位檢測單元包括
[0014]第一正交功分器，用于將所述待測信號分為與所述待測信號同相的第一路同相信號和第二路同相信號以及與所述待測信號正交的第一路正交信號和第二路正交信號；
[0015]第一相位檢測器，用于檢測由第一正交功分器輸出的待測信號的第一路同相信號和待測信號的第一路正交信號相對于第一相位檢測單元的相位差信號；
[0016]第三相位檢測器，用于檢測由第一正交功分器輸出的待測信號的第二路同相信號和待測信號的第二路正交信號相對于第三相位檢測單元內(nèi)部本振信號的相位差信號。
[0017]優(yōu)選的，所述第一相位檢測單元和第三相位檢測單元輸出信號互相對稱，并且為兩個互相關(guān)分量。
[0018]優(yōu)選的，所述參考信號相位檢測單元包括
[0019]第二正交功分器，用于將所述參考信號分為與所述參考信號同相的第一路同相信號和第二路同相信號及與所述參考信號正交的第一路正交信號和第二路正交信號；
[0020]第二相位檢測器，用于檢測由第二正交功分器輸出的參考信號的第一路同相信號和參考信號的第一路正交信號相對于第二相位檢測單元內(nèi)部本振信號的相位差信號；
[0021]第四相位檢測器，用于檢測由第二正交功分器輸出的參考信號的第二路同相信號和參考信號的第二路正交信號相對于第四相位檢測單元內(nèi)部本振信號的相位差信號。
[0022]優(yōu)選的，所述第二相位檢測單元和第四相位檢測單元輸出信號相互對稱，并且為兩個互相關(guān)分量。
[0023]優(yōu)選的，所述的第一至第四相位檢測單元都包括
[0024]高分辨率正交帶通采樣單元用于增加輸入信號的頻率覆蓋范圍、提高信號數(shù)字化精度；
[0025]數(shù)字下變頻單元，用于對信號進行混頻、抽取和濾波處理。
[0026]優(yōu)選的，該檢測裝置還包括
[0027]第一預(yù)處理器，用于對待測信號進行頻率和幅度的測量以及濾波處理；
[0028]第二預(yù)處理器，用于對參考信號進行頻率和幅度的測量以及濾波處理。
[0029]優(yōu)選的，該檢測裝置還包括
[0030]數(shù)字頻率合成器，用于為正交功分后的待測信號和參考信號提供同步時鐘信號，同時為各相位檢測單元提供采樣時鐘信號和本地振蕩信號。
[0031]優(yōu)選的，該裝置還包括結(jié)果輸出單元，用于向外部設(shè)備輸出待測信號的相位噪聲。
[0032]本發(fā)明的有益效果如下:
[0033]1、輸入信號頻率可覆蓋數(shù)百兆范圍任意單頻點，實現(xiàn)近載頻相位噪聲的實時測量;
[0034]2、測試系統(tǒng)不需要與待測源同頻、正交的參考源；
[0035]3、數(shù)字濾波器特性固定，不需要相位檢波校準(zhǔn)和低噪聲放大器，使系統(tǒng)測量不確定度減小；
[0036]4、省去了定標(biāo)、鎖定等測試環(huán)節(jié)，通過幾個按鍵操作，即得到實時測量結(jié)果，操作簡易、測量裝置性價比高；
[0037]5、與現(xiàn)有技術(shù)中去噪聲的數(shù)字相位噪聲測量系統(tǒng)相比，互相關(guān)測量系統(tǒng)的噪聲底部指標(biāo)大約提高30dBc/Hz。
【附圖說明】
[0038]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0039]圖1示出本發(fā)明所述一種互相關(guān)相位噪聲檢測裝置的示意圖；
[0040]圖2示出本發(fā)明所述相位檢測器內(nèi)部模塊的示意圖。
【具體實施方式】
[0041]為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實施例和附圖對本發(fā)明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標(biāo)記進行表示。
[0042]如圖1所示一種互相關(guān)相位噪聲檢測裝置，該檢測裝置包括待測信號相位檢測單元、參考信號相位檢測單元、第一預(yù)處理器11、第二預(yù)處理器12、數(shù)字頻率合成器3、第一減法器51、第二減法器52、互功率譜計算單元6和結(jié)果輸出單元7 ;待測信號相位檢測單元包括第一正交功分器21、第一相位檢測器41和第三相位檢測器43;參考信號相位檢測單元包括第二正交功分器22、第二相位檢測器42和第四相位檢測器44。其中，第一預(yù)處理器11用于對待測信號進行頻率和幅度的測量以及濾波處理；第二預(yù)處理器12用于對參考信號進行頻率和幅度的測量以及濾波處理；第一正交功分器21用于產(chǎn)生與待測信號的兩路同相信號和兩路正交信號，具體的是將所述待測信號分為與其同相的第一路同相信號IA和第二路同相信號Ia以及與其正交的第一路正交信號IB和第二路正交信號Ib ;第二正交功分器22用于產(chǎn)生與參考信號的兩路同相信號和兩路正交信號，具體的是將參考信號同相的第一路同相信號2A和第二路同相信號2a及與參考信號正交的第一路正交信號2B和第二路正交信號2b ;第一相位檢測器41用于檢測由第一正交功分器21輸出的待測信號的第一路同相信號和待測信號的第一路正交信號相對于第一相位檢測器41的相位差信號；第三相位檢測器43用于檢測由第一正交功分器21輸出的待測信號的第二路同相信號和待測信號的第二路正交信號相對于第三相位檢測器43內(nèi)部本振信號的相位差信號；第二相位檢測器42用于檢測由第二正交功分器22輸出的參考信號的第一路同相信號和參考信號的第一路正交信號相對于第二相位檢測器42內(nèi)部本振信號的相位差信號；第四相位檢測器44用于檢測由第二正交功分器22輸出的參考信號的第二路同相信號和參考信號的第二路正交信號相對于第四相位檢測器44內(nèi)部本振信號的相位差信號；數(shù)字頻率合成器3用于為正交功分后的待測信號和參考信號提供同步時鐘信號，同時為各相位檢測器提供采樣時鐘信號和本地振蕩信號；第一減法器51用于對所述第一相位檢測器41和第二相位檢測器42檢測的相位差信號進行減法運算，獲得第一過渡信號；第二減法器52用于對所述第三相位檢測器43和第四相位檢測器44檢測的相位差信號進行減法運算，獲得第二過渡信號；互功率譜計算模塊6用于對所述第一過渡信號和所述第二過渡信號進行互相關(guān)功率譜計算，獲得待測信號的相位噪聲。本發(fā)明所述技術(shù)方案中所述第一相位檢測器41和第三相位檢測器43的輸出信號互相對稱，并且為兩個互相關(guān)分量；所述第二相位檢測器42和第四相位檢測器44的輸出信號相互對稱，并且為兩個互相關(guān)分量；如圖2所示，所述的第一至第四