VHF振蕩器和乘法器AM噪聲

為了減少振動(dòng)引起的相位噪聲是選擇石英晶體振蕩器常見的方法,振蕩器振動(dòng)靈敏度的降低是目前收到頻率控制行業(yè)許多的關(guān)注,振蕩器達(dá)到一定的性能水平,就可以降低近距離相位噪聲,可以產(chǎn)生更好的XO振蕩器本底噪聲的邊帶,當(dāng)空間允許時(shí),外部振動(dòng)支架可以提供較低的固有頻率信號(hào),設(shè)計(jì)者在隔離組件周圍留出足夠的空間,以防與正常振動(dòng)水平的其它物體發(fā)生碰撞.

非線性或限制輸出級(jí)可能對(duì)電源敏感,直接將電源噪聲調(diào)制到振蕩器的幅度上,AGC電路可以將噪聲調(diào)制到信號(hào)上,并且各種限幅機(jī)制可以類似地降低幅度譜,進(jìn)口振蕩器內(nèi)的音頻噪聲可以調(diào)制導(dǎo)致頻率或幅度調(diào)制的各種參數(shù).幅度噪聲可能源自振蕩器內(nèi)的不同源,輸出級(jí)將貢獻(xiàn)簡(jiǎn)單的加性噪聲,通常會(huì)增加相位和幅度噪聲,載波每側(cè)的噪聲通常相等但不相關(guān),并且當(dāng)這些邊帶通過(guò)AM或PM檢測(cè)器折委在一起時(shí);噪音功能只需添加,相關(guān)的邊帶來(lái)自各種調(diào)制機(jī)制.

在大多數(shù)應(yīng)用中,晶體振蕩器幅度噪聲相對(duì)不重要,對(duì)于許多振蕩器,AM噪聲等于或低于PM噪聲,并且在大多數(shù)系統(tǒng)中,AM噪聲的有害影響遠(yuǎn)低于PM噪聲,大多數(shù)振蕩器用作計(jì)時(shí)器或頻率控制裝置,并且信號(hào)幅度的變化不如頻率波動(dòng)重要,然而,AM噪聲在高性能系統(tǒng)中變得很重要,其中設(shè)計(jì)人員正在努力實(shí)現(xiàn)每dB性能,并且諸如混頻器和倍頻器的非線性設(shè)備可以將幅度噪聲轉(zhuǎn)換為相位噪聲,并且信號(hào)的最終用途可以是幅度敏感.

使用普通二極管檢測(cè)器和FFT音頻頻譜分析儀測(cè)量WenzelAssociates超低噪聲100MHz振蕩器(型號(hào)#500-06058A)和LNVQ倍頻器(VHF X4倍增器)的AM噪聲,通過(guò)在載波頻率附近注入邊帶來(lái)校準(zhǔn)探測(cè)器,如下面所示的石英晶體振蕩器測(cè)試設(shè)置所示:下圖顯示了在振蕩器和乘法器輸出端測(cè)的的AM噪聲,所指示的值假設(shè)檢測(cè)器組合相等的,不相關(guān)的邊帶(從測(cè)量值中減去3dB),使用選擇用于低噪聲的肖特基二極管構(gòu)建檢測(cè)器,檢測(cè)器平坦度經(jīng)驗(yàn)證為100KHZ.

一般而言,各種調(diào)制機(jī)制對(duì)幅度和相位噪聲邊帶的貢獻(xiàn)不均勻,并且邊帶之間產(chǎn)生的相位關(guān)系是任意的,因此,在測(cè)量相位或幅度噪聲時(shí)所做的假設(shè)應(yīng)根據(jù)最終用途進(jìn)行評(píng)估,例如,考慮在1kHz偏移處的-120 dBc的AM噪聲測(cè)量,由于簡(jiǎn)單的AM探測(cè)器結(jié)合了兩個(gè)邊帶,因此可以簡(jiǎn)單地從讀數(shù)中減去3dB,以確定產(chǎn)生-123dBc的單邊帶噪聲,(噪聲功率只需添加) 但如果邊帶同相并相關(guān),則噪聲電壓增加,校正因子為6dB,得到-126dBc,噪聲水平顯著降低,不幸的是,直接測(cè)量單邊帶噪聲很困難,特別是在最先進(jìn)的OSC晶振中,3dB假設(shè)是常見的,單邊帶相位噪聲(腳本L(f))被定義為雙邊帶噪聲的1/2,因此避開了測(cè)量問(wèn)題,同時(shí)提供了一一些保守的數(shù)字.

為了簡(jiǎn)化振蕩器的振動(dòng)制造,在新的實(shí)現(xiàn)中安裝晶體時(shí)加速度指向相同的方向,要求晶體有所不同的加速度敏感度通常是隨機(jī)選擇石英晶體的工作情況,兩個(gè)晶體振蕩器是鎖相的并且由于加速度靈敏度不同,晶體板上檢測(cè)音頻壓電電壓,將晶體用作自己的加速度計(jì)算,為了使該補(bǔ)償方案其作用,數(shù)字信號(hào)處理會(huì)用于校正響應(yīng)差異.