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一種新型的相位噪聲測(cè)試儀 噪聲測(cè)試儀技術(shù)指標(biāo)

時(shí)間：2020-07-29    來(lái)源：儀多多儀器網(wǎng)    作者：儀多多商城     
用于無(wú)線傳輸?shù)氖瞻l(fā)模塊的性能主要決定于所用本振的相位噪聲。因此模塊特性的準(zhǔn)確測(cè)量，特別是相位噪聲的測(cè)量，是進(jìn)行有效通信和廣播的基本保證，在雷達(dá)系統(tǒng)等特殊的高科技領(lǐng)域應(yīng)用中也是如此。在普通的相位噪聲測(cè)量應(yīng)用中，一臺(tái)頻譜分析儀通?？梢詽M(mǎn)足測(cè)試要求。但是，如果需要更大的動(dòng)態(tài)范圍、更高的測(cè)量精度以及更多的靈活性時(shí)，基于鎖相環(huán)（PLL）的測(cè)量方法測(cè)量相位噪聲更加適合。R&S（羅德與施瓦茨公司）的信號(hào)源分析儀FSUP便在一臺(tái)儀表上集合了這兩種功能：它既提供給用戶(hù)一臺(tái)頻率可高達(dá)50GHz的頂級(jí)頻譜分析儀（R&S FSUP），同時(shí)具備了基于鎖相環(huán)測(cè)量方法的相位噪聲測(cè)量功能。


圖1 R&S FSUP將頻譜儀和基于鎖相環(huán)測(cè)試方法的相噪測(cè)試儀集于一體

基于鎖相環(huán)法測(cè)量相位噪聲

通常，基于鎖相環(huán)法測(cè)量相位噪聲非常復(fù)雜，而測(cè)量的校準(zhǔn)工作更為麻煩。不過(guò)，F(xiàn)SUP為客戶(hù)大大地簡(jiǎn)化了整個(gè)測(cè)量步驟，使得相位噪聲的測(cè)量只需一個(gè)按鍵。此外，該儀器也能提供靈活的設(shè)置以滿(mǎn)足特殊的測(cè)量需要。用戶(hù)可以選擇外部或內(nèi)部參考源，也可以選擇調(diào)整任一個(gè)源使它們?cè)诒容^器中相位正交。然而，更多的應(yīng)用是利用內(nèi)部比較器和內(nèi)部參考源進(jìn)行測(cè)量， FSUP將這樣的測(cè)量方式設(shè)置為默認(rèn)方式，當(dāng)然用戶(hù)也可通過(guò)菜單方便地選擇其他測(cè)量方式。

如果像需要外部參考源和外部比較器這樣相對(duì)復(fù)雜的測(cè)量設(shè)置時(shí)， FSUP會(huì)提供框圖幫助。屏幕中會(huì)顯示連接框圖，指導(dǎo)用戶(hù)如何連接不同的模塊。而前面板上的發(fā)光二極管會(huì)指示應(yīng)該連接哪個(gè)輸出和輸入口。

儀器中的預(yù)測(cè)量功能會(huì)測(cè)量振蕩器的所有重要參數(shù)，比如功率和調(diào)諧斜度等。然后FSUP將自動(dòng)選擇理想的測(cè)量參數(shù)。根據(jù)輸入頻率的不同，儀器利用內(nèi)部的頻率倍頻器使內(nèi)部參考源工作在一個(gè)理想的范圍內(nèi)。同時(shí)，用戶(hù)也可以改變預(yù)置的參數(shù)。


圖2 利用鑒相器法測(cè)量相位噪聲，信號(hào)頻率、電平及殘余噪聲可以同時(shí)顯示，無(wú)關(guān)的雜散可以自動(dòng)檢測(cè)也可以消除，如果需要也可以把雜散以列表的形式顯示，同時(shí)可以得到雜散的準(zhǔn)確頻率值。


圖3 內(nèi)部源相對(duì)于不同輸入頻率的相位噪聲


圖4 互相關(guān)技術(shù)提高相位測(cè)量的靈敏度的原理

頻率偏移范圍以及其他一些測(cè)量設(shè)置參數(shù)，像帶寬、濾波器類(lèi)型、平均次數(shù)等都很容易設(shè)置，操作非常簡(jiǎn)單。當(dāng)需要快速測(cè)量或者是固定的測(cè)量時(shí)，預(yù)設(shè)定更易于操作。

當(dāng)開(kāi)始測(cè)量相位噪聲時(shí)，顯示屏上會(huì)顯示“Locked”或者“Unlocked”以表明鎖相環(huán)是否已經(jīng)鎖定，如果鎖定則測(cè)量可以開(kāi)始。環(huán)路帶寬可以根據(jù)需要而改變，同時(shí)在測(cè)量過(guò)程中鑒相器的電壓輸出會(huì)在顯示屏上顯示?；谟行У倪\(yùn)算，使得用戶(hù)可以選擇以下其一功能：在測(cè)量過(guò)程中顯示所有的雜散分量（像由交流頻率干擾或鑒相頻率引起的雜散）；或者是消除所有的或特定指明的干擾分量。同時(shí)，F(xiàn)SUP也可以顯示完整的參數(shù)（像殘余調(diào)頻/調(diào)相或者是RMS抖動(dòng)等）。計(jì)算范圍在整個(gè)測(cè)試范圍內(nèi)，而綜合限制可以由用戶(hù)來(lái)設(shè)置。

為了保證能準(zhǔn)確測(cè)量振蕩器的相位噪聲，內(nèi)部參考源的相位噪聲相對(duì)于被測(cè)件來(lái)說(shuō)必須要小到可以忽略的程度。R&S FSUP的內(nèi)部參考源提供極好的相位噪聲特性以滿(mǎn)足測(cè)試的需求。在輸出頻率為640MHz、偏離載波10kHz時(shí)相位噪聲僅為-136dBc，偏離載波10MHz時(shí)為-165dBc。

利用互相關(guān)技術(shù)降低相位噪聲

安裝FSUP-B60選件后，信號(hào)源分析儀就配備了兩路平衡接收通道。這種對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)可以對(duì)兩路通道進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，通過(guò)這樣的運(yùn)算可以消除兩路參考源不相關(guān)的固有相位噪聲。混合的部分可以通過(guò)平均來(lái)消除，因此最終剩下的只有被測(cè)件的固有噪聲。這樣使得靈敏度不再局限于內(nèi)部參考源的固有相位噪聲。測(cè)量的改善程度主要決定于平均的次數(shù)，而最大可以改善達(dá)20dB。

強(qiáng)大的頻譜分析儀功能

信號(hào)源分析儀FSUP集成了頂級(jí)性能的頻譜分析儀。這樣用戶(hù)就可以利用頻譜儀直接測(cè)量相位噪聲。這種測(cè)試方法的靈敏度決定于頻譜邊帶的功率譜密度。這樣的測(cè)試方法的缺點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的：需要更多的測(cè)量時(shí)間，由于無(wú)法抑制載波所以靈敏度較低，因此測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍比較低。另外，在頻譜儀模式下無(wú)法應(yīng)用互相關(guān)技術(shù)，也不能區(qū)分幅度噪聲和相位噪聲。對(duì)于用戶(hù)雜散的計(jì)算或消除也更為復(fù)雜。然而，利用頻譜儀測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)也很明顯，它可以獲得很大的測(cè)量頻率偏移。因此，頻譜分析儀在測(cè)量相位噪聲中是一個(gè)必不可少的儀器。

當(dāng)測(cè)量諧波或干擾信號(hào)時(shí)，該儀器提供超越頻譜儀基本功能的能力，如雜散測(cè)量功能。可以在各段的掃描范圍內(nèi)設(shè)置不同的測(cè)量參數(shù)，頻譜分析儀會(huì)自動(dòng)搜索干擾和雜散信號(hào)?？梢杂?jì)算高達(dá)100 000的雜散測(cè)量點(diǎn)數(shù)，而結(jié)果以一個(gè)列表的形式顯示。

在信號(hào)源特性測(cè)量中鄰信道功率同樣是一重要指標(biāo)。FSUP具有快速測(cè)量鄰信道功率的功能。用戶(hù)可以直接從預(yù)設(shè)置中選擇測(cè)量參數(shù)，也可以獨(dú)立設(shè)置信道帶寬和信道間距。FSUP的標(biāo)準(zhǔn)配置中同樣提供了很大的動(dòng)態(tài)范圍。

該儀器像FM/PM/AM解調(diào)器一樣可以測(cè)量振蕩器信號(hào)相對(duì)于時(shí)間的特性。因此具有對(duì)瞬態(tài)特性進(jìn)行寬帶分析和對(duì)由于高頻率切換引起的影響進(jìn)行測(cè)試的功能。

振蕩器的完整特性測(cè)量

為了記錄振蕩器的各種特性，同時(shí)利用鎖相環(huán)測(cè)試方法測(cè)量相位噪聲，用戶(hù)必須準(zhǔn)確設(shè)置壓控振蕩器的工作電壓和調(diào)諧電壓。為了滿(mǎn)足這樣的需要， FSUP提供了兩組獨(dú)立低噪聲直流電輸出端口。工作電壓和調(diào)諧電壓可以通過(guò)簡(jiǎn)易的菜單進(jìn)行設(shè)置。電壓值可以基于測(cè)量的應(yīng)用而改變，但是不能超出允許的最大值和最小值。還可以設(shè)置電壓的輸出順序，從而可以以不同的電壓開(kāi)始測(cè)量。為了滿(mǎn)足特殊的應(yīng)用，F(xiàn)SUP同時(shí)提供負(fù)電壓的輸出。


圖5 對(duì)輸出帶濾波器的振蕩器的測(cè)量可以說(shuō)明通過(guò)互相關(guān)技術(shù)對(duì)靈敏度的改善。黃色的曲線沒(méi)有應(yīng)用互相關(guān)技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的結(jié)果，而其他兩條測(cè)量曲線是應(yīng)用了互相關(guān)技術(shù)并采用不同平均次數(shù)的測(cè)量結(jié)果，這樣清楚地表明了靈敏度的提高程度決定于平均的次數(shù)

為了測(cè)量壓控振蕩器的特性，需要進(jìn)行以下這些典型測(cè)量：在固定的工作電壓下，改變調(diào)諧電壓進(jìn)行測(cè)量（調(diào)諧特性），或者是固定調(diào)諧電壓，而改變工作電壓進(jìn)行測(cè)量（直流特性）；也可以在工作電壓和調(diào)諧電壓同時(shí)改變下測(cè)量；另外，這些參數(shù)的測(cè)量不僅可以在基波下測(cè)量，同時(shí)可以在諧波下測(cè)量。X軸上的參數(shù)可以是調(diào)諧電壓或頻率。對(duì)于這些測(cè)量用戶(hù)可以通過(guò)設(shè)定不同的測(cè)量點(diǎn)數(shù)來(lái)達(dá)到測(cè)量所需的分辨率。
噪聲測(cè)試儀注意事項(xiàng)

　　噪聲測(cè)試儀是用于工作現(xiàn)場(chǎng)，廣場(chǎng)等公共場(chǎng)所的噪聲檢測(cè)和測(cè)試的儀器。噪聲污染是影響較大的環(huán)境污染之一，較高分貝的噪音甚至?xí)?duì)人的耳膜造成嚴(yán)重的損傷，致使失聰?shù)?。噪聲測(cè)試儀的應(yīng)用可以提供噪聲所達(dá)到的分貝以便采取相關(guān)措施控制和減小噪音。聲音大小的計(jì)量單位是分貝，專(zhuān)業(yè)的噪音測(cè)試儀具有高靈敏的傳感器，精度高，適用范圍廣，能廣泛用于各種環(huán)境的噪音測(cè)量。

　　注意事項(xiàng)

　　1、使用前應(yīng)先閱讀說(shuō)明書(shū)，了解儀器的使用方法與注意事項(xiàng)。

　　2、安裝電池或外接電源注意極性，切勿反接。長(zhǎng)期不用應(yīng)取下電池，以免漏液損壞儀器。

　　3、傳聲器切勿拆卸，防止擲摔，不用時(shí)放置妥當(dāng)。

　　4、儀器應(yīng)避免放置于高溫、潮濕、有污水、灰塵及含鹽酸、堿成分高的空氣或化學(xué)氣體的地方。

　　5、勿擅自拆卸儀器。如儀器不正常，可送修理單位或廠方檢修。

　　6、噪音計(jì)注意防水，防止高空摔。

標(biāo)簽: 噪聲測(cè)試儀
噪聲測(cè)試儀 噪聲測(cè)試儀注意事項(xiàng)_噪聲測(cè)試儀

電偶腐蝕/電化學(xué)噪聲測(cè)試儀/電偶腐蝕測(cè)試儀   型號(hào):DP-CST-500

DP-CST-500系列電偶腐蝕/電化學(xué)噪聲測(cè)試儀全部由高品質(zhì)CMOS和BiFET®集成電路組成，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電偶腐蝕或者電化學(xué)噪聲信號(hào)，儀器可以通過(guò)基于Windows的ENtools軟件進(jìn)行設(shè)置（由串口控制），也可以直接通過(guò)面板觸摸鍵盤(pán)操作。通過(guò)ENtools軟件用戶(hù)可計(jì)算電偶電流密度，電偶腐蝕速率、噪聲電阻Rn，以及點(diǎn)蝕指數(shù)等。ENtools軟件還具有較強(qiáng)的繪圖功能，支持圖形矢量方式，可以直接拷貝到Word文檔中，便于文檔建立和資料保存。


儀器工作原理


DP-CST-500系列采用工業(yè)級(jí)單片機(jī)控制芯片，并采用斬波穩(wěn)零放大器Max7650作為前置放大電路，其溫漂小于1mV/℃，時(shí)漂小于10mV/Month。采用基于零阻電流測(cè)量原理來(lái)監(jiān)測(cè)電化學(xué)噪聲和電偶腐蝕電流。內(nèi)置有雙通道24bit高精度AD轉(zhuǎn)換器，高采樣速率為1000Hz，電流測(cè)量具有自動(dòng)量程功能，內(nèi)置低通濾波器，可以有效消除高頻噪聲進(jìn)入測(cè)量單元；通訊部分采用RS232/485電路，電路采用全光隔設(shè)計(jì)，避免地回路對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，保障儀器在工業(yè)環(huán)境中的正常使用。 

 

DP-CST-500

DP-CST-550

數(shù)據(jù)分辨率

?Σ-Δ AD 24bit

數(shù)據(jù)采集速率

0.01～1000Hz，雙通道同步

輸入阻抗

1×1012 W||20pF

大測(cè)量電位范圍

±5V

±10V

電流測(cè)量范圍

±20mA

±200mA

電流量程

20mA～2nA，共8檔

200mA～20 nA，共8檔

電位分辨率

1μV

10μV

小電流分辨率

1pA

10pA

通訊協(xié)議

RS232/485(可選)，Baud Rate：9600～115200bps

電源

交流220V/50Hz±10%

功耗

<10 W

<50 W

體積

36厘米(寬)×30厘米(深)×14厘米(高)

重量

<3Kg

工作環(huán)境條件

溫度-10℃～40℃，相對(duì)濕度75%以下?？諝庵袩o(wú)強(qiáng)烈腐蝕性氣體。

 




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