新型相位噪声测量方法

论文摘要

随着频率源及其技术的应用越来越广泛,本论文在简要介绍频率源各项指标的同时,重点论述了相位噪声这一非常重要的指标。相位噪声的测量在测量、控制和仪器仪表等方面的重要性使得许多研究者进行了深入的探索。但是传统的相噪测量系统线路复杂,需要参考信号和被测信号频率相同,这使得对不同频率源的相位噪声测量不易实施,而且成本很高。本论文所研究的基于等效鉴相频率的新型相位噪声测量系统,利用两个不同频率信号直接等效鉴相的方法,经过信号处理,从中提取出相位噪声信息。论文第三章从原理上进行分析,第四章、第五章中详细介绍了基于该原理的相位噪声测量系统各个模块的设计及实现,通过实验证明完全可以实现不同频率信号之间的相位重合检测,完成相位噪声的测量。相比传统相位噪声测量系统,不必借助于高精度的频率合成器,就可以组建出基于单一参考源的相位噪声测量系统。由于不需要采用频率合成的方法来进行相位噪声的测量,降低了成本,使仪器的复杂性大大降低,有利于减小测量系统的本底噪声,而且更有利于精度的进一步提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 频率源的重要性及发展
• 1.1.1 频率源的重要性
• 1.1.2 频率源的发展
• 1.2 频率稳定度
• 1.3 相位噪声的重要影响
• 1.4 相位噪声测量技术的国内外现状及发展趋势
• 1.5 论文的创新性及内容安排
• 1.6 小结
• 第二章 相位噪声测量技术的研究
• 2.1 相位噪声的定义
• 2.2 相位噪声的表征
• 2.2.1 相位噪声的频域表征
• 2.2.2 相位噪声的时域表征
• 2.2.3 时域频域转换
• 2.3 传统相位噪声测量方法
• 2.3.1 直接频谱仪测量法
• 2.3.2 差拍法
• 2.3.3 检相法
• 2.3.4 鉴频法
• 2.3.5 直接数字化测量法
• 2.4 小结
• 第三章 基于等效鉴相频率的相噪测量系统的研究
• 3.1 等效鉴相频率原理及特性
• 3.1.1 等效鉴相频率
• 3.1.2 等效鉴相频率的特性
• 3.2 群相位差和群相量子
• 3.3 等效鉴相频率的应用
• 3.4 基于等效鉴相频率的相噪测量的总体方案及可行性分析
• 3.4.1 系统方案
• 3.4.2 新系统设计的可行性
• 3.5 小结
• 第四章 相噪测量系统的整体设计和实现
• 4.1 系统设计总体思想
• 4.2 器件的选型
• 4.3 新型相位噪声测量系统总体设计方案
• 4.4 新型相位噪声测量系统各功能模块的设计
• 4.4.1 电源设计
• 4.4.2 信号调理电路设计
• 4.4.3 相位重合检测及计数功能的实现
• 4.4.4 系统各功能模块的软件设计
• 4.4.5 系统通信
• 4.5 小结
• 第五章 系统实验及数据分析
• 5.1 系统实验数据的分析
• 5.2 系统改进
• 5.3 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文工作的总结
• 6.2 后续工作的展望
• 6.3 相位噪声测量系统应用前景展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果
• 附录