English
français
Deutsch
Español
русский
Фазовый шум является критическим параметром при оценке производительности кварцевых генераторов. Он обеспечивает измерение точности синхронизации и джиттера на выходе генератора, которые имеют решающее значение для таких приложений, как синтез частоты, генерация сигнала и распределение часов в системах связи. В этой статье мы обсудим метод испытания фазового шума и процедуру точного измерения кварцевых генераторов.
Фазовый шум-это мера нестабильности частоты или фазы периодического сигнала. Это вызвано случайными колебаниями выходной частоты генератора, что приводит к ухудшению качества сигнала. Фазовый шум можно охарактеризовать с точки зрения его плотности спектра мощности (PSD), которая представляет собой плотность мощности шума против смещения частоты от несущей частоты.
Кварцевые генераторы широко используются в различных электронных системах из-за их высокой частотной стабильности и низкого фазового шума. Фазовый шум является мерой случайных колебаний частоты, присутствующих на выходе генератора. Это вызвано различными внутренними источниками шума в генераторе, такими как тепловой шум, шум выстрела и шум мерцания. На фазовый шум также могут влиять внешние факторы, такие как старение, изменения температуры и воздействие окружающей среды.
Тестовая установка фазового шума обычно состоит из источника сигнала для генерации сигнала возбуждения, микшера для преобразования сигнала в промежуточную частоту (IF) и анализатора фазового шума для измерения спектра мощности фазового шума. АктивныйКварцевый генераторТестируемый подключается к источнику сигнала, а его выход подается на микшер, который преобразует его в промежуточную частоту. Затем IF-сигнал подается в анализатор фазового шума для измерения фазового шума.
Для точного измерения фазового шума кварцевых генераторов необходимо отметить следующие два момента:
Испытательная среда должна контролироваться таким образом, чтобы свести к минимуму внешние помехи и источники шума, которые могут повлиять на измерение фазового шума. Это включает в себя защиту тестовой установки от электромагнитных помех (EMI), контроль колебаний температуры и минимизацию вибраций.
Высококачественное испытательное оборудование имеет важное значение для точных измерений фазового шума. Это включает в себя генератор высокочастотных сигналов, источник питания, частотомер и анализатор фазового шума. Генератор сигналов должен иметь низкий фазовый шум и быть в состоянии генерировать чистый опорный сигнал дляКварцевый генератор. Источник питания должен обеспечивать стабильное напряжение и ток генератора, а частотомер должен иметь высокое разрешение и точность. Анализатор фазового шума используется для измерения спектра мощности фазового шума на выходе генератора.
Следующие шаги описывают процедуру точного измерения фазового шума в кварцевых генераторах:
Шаг 1: Настройте испытательное оборудование и убедитесь в правильности соединения между источником сигнала, микшером, анализатором фазового шума и активным кварцевым генератором.
Шаг 2: Отрегулируйте частоту источника сигнала в соответствии с желаемой рабочей частотой активного кварцевого генератора.
Шаг 3: Отрегулируйте смеситель, чтобы преобразовать выход генератора в соответствующую промежуточную частоту. Эта частота должна находиться в пределах диапазона анализатора фазового шума.
Шаг 4: Подключите анализатор фазового шума к выходу смесителя и установите его для измерения фазового шума.
Шаг 5: Получение и запись данных спектра мощности фазового шума от анализатора фазового шума. Данные могут быть нанесены на график как функция смещения частоты от несущей частоты.
Шаг 6: Проанализируйте данные спектра мощности фазового шума для определения ключевых параметров фазового шума, таких как частота смещения, уровень мощности и спектральная плотность. Эти параметры обеспечивают количественную оценку характеристик фазового шума генератора.
В этом примере член нашей команды R & D будет использовать часть TCXO производства XtalTQ Technology Co., Ltd., чтобы дать результат теста фазового шума с центральной частотой 10 МГц. Тестовое устройство состоит из источника сигнала, смесителя, анализатора фазового шума и части TCXO. ОСпектр мощности фазового шума, измеренный генератором стандартной частоты 10 МГц, показан ниже:
На рисунке показана плотность мощности шума как функция отклонения частоты от несущей частоты. Кривая показывает, что при частоте смещения 10 Гц пиковая плотность мощности фазового шума генератора составляет-96,79 дБн/Гц при 10 Гц,-132,41 дБн/Гц при 100 Гц и-150,13 дБн/Гц при 1 кГц.
Метод и процедура испытания фазового шума, описанные в этой статье, обеспечивают средства для точного измерения характеристик фазового шума кварцевых генераторов.
Следуя шагам, изложенным в процедуре, и анализируя полученные данные спектра мощности фазового шума, можно извлечь ключевые параметры, такие как частота смещения, уровень мощности и спектральная плотность, для оценки производительности генератора. Эта информация имеет решающее значение для приложений, где точное управление частотой и низкий джиттер имеют решающее значение, например, в системах связи, системах синхронизации и приложениях синтеза частоты. Следуя рекомендованному методу испытаний и процедуре, изложенной в этой статье, инженеры-испытатели могут точно измерить фазовый шум и обеспечить оптимальную работу кварцевых генераторов в своих системах.
Спасибо тебе!
