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什么是相噪聲?
理想的正弦波信號在頻域上表現(xiàn)為單譜線,,除主信號外,還包括若干離散譜線,,它們是隨機(jī)的幅相和相位,,在正常信號的左右兩側(cè)都是邊帶調(diào)制。信號在頻域內(nèi)全部不穩(wěn)定度之和表現(xiàn)為載波兩側(cè)的噪聲邊帶,,邊帶噪聲是與信號功率相關(guān)的噪聲功率的間接測量指標(biāo),。
邊帶噪聲可表示為 fm邊帶噪聲和 fm邊帶噪聲,。多數(shù)被相位噪聲測試系統(tǒng)測量信號的邊帶功率與 fm邊帶功率相比都非常小,因此,,對大多數(shù)信號測量的邊帶噪聲都是調(diào)頻邊帶噪聲(即相位噪聲也稱單邊帶噪聲),。
這是指在1 hz帶寬內(nèi),相位調(diào)制邊的功率與信號總功率之比,,單位為 dbc/hz,。邊帶噪聲是信號/上帶噪聲的相位和幅值噪聲的總和,通常當(dāng)調(diào)幅噪聲遠(yuǎn)小于相位噪聲時(小于10 db),,頻譜儀上讀出的邊帶噪聲即為相噪聲,。
環(huán)境溫度290 k時,基底噪聲功率為-174 dbm/hz,。因?yàn)橄辔辉肼暫驼{(diào)幅噪聲對熱噪聲的貢獻(xiàn)相等,,單指向電容傳聲器,因此相位噪聲的貢獻(xiàn)為-177 dbm/hz,,比熱噪聲低3 db,。如較小的載波功率,如-20 dbm,,則相位噪聲僅i限于-157 dbc/hz (-177 dbm/hz-(-20 dbm)),。下面的表格為載波功率和相位噪聲的---值對應(yīng)表。
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為解決這一問題,昆明電容傳聲器,,采用內(nèi)部電荷泵來消除輸入電壓交越失真,。若設(shè)計(jì)不當(dāng),造成電荷泵產(chǎn)生的噪聲落入有用頻帶,,則這些噪聲就會從輸出端出現(xiàn)問題,。
消除偏置電流
這種新型雙極性運(yùn)算放大器使用一種技術(shù)來消除由輸入偏置電流引起的部分影響,這種技術(shù)增加了無關(guān)或相關(guān)的電流噪聲,。對某些放大器而言,,相關(guān)噪聲可能大于無關(guān)噪聲。舉例來說,,增加 adi公司op07的阻抗平衡電阻可以---整體噪聲,。表格1比較了 adi公司兩個廣泛使用的運(yùn)放:一種是op07,它換成了---的電壓噪聲,,而另一種是op27,。
選擇三到四種可用的低噪聲器件。結(jié)合工藝技術(shù),,尋找自穩(wěn)零,、斬波,、消除偏置電流等設(shè)計(jì)方法。在晶圓片上觀察輸入晶體管區(qū)域,,大輸入晶體管的噪聲較小,但輸入電容較大,, cmos和 jfet放大器的電流噪聲要小得多,。低噪音設(shè)計(jì)使用小電阻,因此放大器輸出驅(qū)動必須足夠大,,以驅(qū)動大負(fù)載,。
被動元件的選用
選定放大器后,將合適的電阻和電容放在放大器周圍,,同時也有噪音,。如使用不正確的電阻值所產(chǎn)生的效果。增益設(shè)置的電阻增大,,輸出噪聲也隨之增大,。
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測相噪聲
頻率域內(nèi),,單一指向電容傳聲器,直接頻譜分析儀,、相位檢波器,、鑒頻器、雙通道互關(guān)等是常用的相位噪聲測量方法,。需要-的是,,在不同的場合,對相位噪聲的要求不同,,測量方法也不同,。專i業(yè)相位噪聲測試系統(tǒng)可以完成典型的相位噪聲測量,但這些專i業(yè)設(shè)備的價(jià)格相當(dāng)昂貴,,而頻譜分析儀或新一代儀器是比較常用的儀器,,對某些相位噪聲指標(biāo)要求不高,可采用信號/頻譜分析儀對其進(jìn)行測量,。
用光譜分析法測量相位噪聲的方法叫做直接頻譜分析儀法,。它既可在分析器上直接顯示相位噪聲測量值,又可精i確地同時顯示是否存在其它離散信號,,具有簡單,、靈活等特點(diǎn)�,?芍苯蛹虞d被測信號到分析儀的射頻輸口后,,再由分析儀直接進(jìn)行分析測量,;也可將被測信號與相位噪聲指標(biāo)較好的基準(zhǔn)信號進(jìn)行混頻,得到一種較好的中頻信號,,再由分析儀對此進(jìn)行分析,。
由于儀器儀表技術(shù)和功能的不斷發(fā)展,目前大多數(shù)信號/頻譜分析儀都配有相位噪聲測量,。本選件測量界面及操作方法與專i業(yè)儀器相類似,,將信號接入分析儀后,設(shè)置適當(dāng)?shù)妮d波頻率或進(jìn)行載波自動搜尋,,再設(shè)定測頻的頻偏范圍,,等測量結(jié)束后,一條完整的邊帶噪聲曲線呈現(xiàn)在界面上,,如果對某些點(diǎn)的值感興趣,,發(fā)電站電容傳聲器,則會有標(biāo)記功能,,設(shè)定至相應(yīng)的頻偏,,標(biāo)記就會顯示出測量結(jié)果。
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