[发明专利]一种测量相位噪声的系统和方法

说明书

本发明涉及一种测量相位噪声的系统和方法，该系统包括检相电路、负反馈电路、第一开关、第二开关、第三开关、数模转换器、第一模数转换器、存储器和上位机；被测源、压控振荡器和检相器相连，构成检相电路；上位机数与模转换器相连输出白噪声信号；白噪声信号通过第一模数转换器输入到上位机；上位机获取第一电压；白噪声信号输入到压控振荡器，上位机获取第二电压；白噪声信号未输入到压控振荡器，上位机获取第三电压。本发明获取白噪声通过锁相环电路的功率谱密度，并结合白噪声信号的功率谱密度获取锁相环电路对相位噪声获取带来的环路误差，根据环路误差对相位噪声测量值进行补偿，消除了锁相环电路带来的误差，补偿后的获取结果更准确。

技术领域

本发明涉及电子测量方法，尤其涉及一种测量相位噪声的系统和方法。

背景技术

在射频微波产品的设计和开发过程中，信号的相位噪声从频域上反映了产品的频率稳定度，是评价产品性能的重要指标。相位噪声的准确测量已经是高稳定性器件的研发、优化过程中必不可少的一环。

国内实验室常见相位噪声测量系统如HP3048、E5500系列以及PN9000系列都是国外产品，存在较大的引进风险，自主研制相位噪声测量系统的需求越发强烈。目前国内研制的同类产品相比于国际领先水平，在相位噪声的测量范围以及测量的准确度方面还有一定差距。国内对简便、高性能的相位噪声测量系统的需求越发迫切。如何提高相位噪声测量的精度是本领域中课题之一。

因此，发明人提供了相位测量相位噪声的系统能够对系统的误差进行修正，因而测量相位噪声的精度更高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何能够修正测量相位噪声的系统的误差。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种测量相位噪声的系统，包括被测源、压控振荡器、检相器、第一滤波器、第一运算放大器、加法器、第一开关、第二开关、第三开关、数模转换器、第一模数转换器、存储器和上位机；

被测源、压控振荡器和检相器相连，构成检相电路；第一滤波器和第一运算放大器相连，构成检相电路的负反馈电路；负反馈电路的一端与检相器相连，负反馈电路的另一端通过加法器与压控振荡器的控制端相连；检相电路、加法器和负反馈电路用于构成锁相环电路；锁相环电路用于使压控振荡器工作在被测源的频率下；

检相器通过第二开关与第一模数转换器相连，第一模数转换器与上位机相连；上位机通过存储器与数模转换器相连，用于控制数模转换器根据存储器中存储的白噪声数据输出白噪声信号；数模转换器通过第三开关与检相器相连；数模转换器通过第一开关与加法器相连；

当第二开关和第三开关同时闭合，第一开关断开时，数模转换器输出的白噪声信号通过第一模数转换器输入到上位机；上位机获取白噪声信号的第一电压；

当第二开关和第一开关同时闭合，第三开关断开时，数模转换器输出的白噪声信号通过加法器输入到压控振荡器的控制端，上位机用于获取压控振荡器的控制端被注入白噪声信号时，检相器输出的第二电压；第二电压为控制端被注入白噪声信号的压控振荡器与被测源的第一差拍信号的电压；

当第三开关和第一开关同时断开，第二开关闭合时，上位机用于获取压控振荡器的控制端未被注入白噪声信号时，检相器输出的第三电压；第三电压为控制端未被注入白噪声信号的压控振荡器与被测源的第二差拍信号的电压。

进一步地，上位机，用于根据第一电压获取白噪声信号的第一功率谱密度；根据第二电压获取白噪声信号通过锁相环电路的第二功率谱密度；根据第一功率谱密度和第二功率谱密度获取锁相环电路的环路误差的第一误差修正值；根据第三电压获取第三功率谱密度；根据第一误差修正值对第三功率谱密度进行修正，得到第四功率谱密度；根据第四功率谱密度获取第一相位噪声信息。