Измерение фазового шума генератора

С расширением передаваемых радиосигналов в область сверхвысоких частот все больше становится актуальным измерение фазового шума генератора, поскольку из-за него происходят фазовые и частотные модуляции. При их высоком уровне передача полезного сигнала зачастую становится практически невозможной.

С целью уменьшения фазовых искажений для создания генераторов уже совершенно недостаточно применять схемы, в которых основными задающими элементами являются обычные конденсаторы и катушки индуктивности. В их качестве все больше применяются кварцевые генераторы, позволяющие добиваться высокой стабильности частоты и фазы получаемого сигнала.

Фазовый шум появляется в результате нестабильности фронтов соседних импульсов сигнала генератора и измеряется в дБ/Гц.

Различают два основных метода измерения фазового шума генератора:
- спектральный;
- фазового детектора.

Наиболее распространен спектральный метод измерения фазового шума генератора, для которого используются анализаторы спектра сигнала. В его основе лежит измерение уровня сигнала при различной отстройке от опорной частоты, после чего высчитывается конечный результат проведенных измерений.

Метод обладает большим количеством достоинств, среди которых можно выделить:
возможность проведения отстроек в очень широком диапазоне;
параллельное проведение некоторых других измерений;
легкость к подготовке проведения измерений.

Метод имеет и свои недостатки:
- недостаточный нижний предел измерений фазового шума в связи с наличием собственных шумов спектрометра;
- фазовые шумы невозможно отделить от амплитудных;
- при малых отстройках проведению измерений мешает проникновение в тракт несущей.

Для их устранения используется метод фазового детектора при котором несущая вырезается. Суть метода состоит в одновременной подаче на детектор двух сигналов: опорного, который вырабатывает образцовый генератор и исследуемого. При использовании данного метода выходной сигнал будет напрямую зависеть от уровня фазовых шумов. Обязательными условиями проведения измерений таким методом является высокая синхронность работы генераторов.

Известно, что уровень фазовых помех напрямую зависит от стабильности работы генератора. Поэтому, кроме применения кварца, на практике часто используется стабилизация напряжения питания и температурного режима, устанавливаются высокодобротные контуры.