摘要 现在电子体系都要求对晶体振荡器进行振荡状况下相位噪声测验。但关于抗振晶体振荡器，依照惯例相位噪声测验办法进行测验时其成果有或许不正常。文中剖析了抗振晶体振荡器振荡状况下的相位噪声及测验办法，经过比照测验发现，不同的测验体系其测验成果也不相同。经过体系设置和试验验证，处理了测验成果不正常的问题，使测验成果到达共同。
在电子体系中，晶体振荡器的相位噪声是一项重要的技能指标，无论是停止仍是振荡状况都要求进行测验相位噪声功用。关于惯例晶体振荡器停止状况下的相位噪声，惯例相位噪声测验体系都能精确地进行相位噪声测验。但抗振晶体振荡器振荡状况下的相位噪声曲线与惯例晶体振荡器有较大不同。假如整机体系直接按惯例晶体振荡器的测验办法对立振晶体振荡器进行测验，测验曲线则有或许不正常。
本文剖析了抗振晶体振荡器的相位噪声及其测验办法，经过比照测验发现不同测验体系存在测验成果不同的问题。终究经过体系设置和试验验证，处理了测验成果不正常的问题，使测验成果到达共同。
1 相位噪声的测验办法
现在晶体振荡器相位噪声的测验办法有两种，一种是选用相位检波器法的正交技能，测验原理框图如图1所示。测验时需求一个参阅源，被测件被确定在参阅源时才干进行测验，PN8000相位噪声测验体系便是选用正交技能。另一种是选用互相关技能的测验办法，原理框图如图2所示。
被测件的相位噪声可表示为
一方面能够经过添加相关次数NCorrelation消除测验体系的差错，最大极限下降测验体系的影响。另一方面测验时不需求参阅源确定，测验比较便利，且测验速度快。E5052A信号源剖析仪的测验办法便是选用互相关技能。
2 抗振晶体振荡器的相位噪声
惯例晶体振荡器振荡状况下的相位噪声相关于停止状况会有约50 dB的恶化。所以惯例抗振晶体振荡器一般都是选用减振办法对晶体振荡器进行抗振规划，减振器的谐振频率约为30 Hz，下降晶体振荡器远端的相位噪声，从而使抗振晶体振荡器与惯例晶体振荡器的动态相位噪声曲线有所不同。在10～100 Hz之间，相位噪声最差，与未减振时不同不大，并且在30 Hz处邻近会有谐振扩大而恶化。而在100～1 000 Hz之间，此部分频偏处的相位噪声每10倍频程相位噪声的改变较大，下降高达50～60 dB。
3 比照测验
在相同振荡条件下，别离运用E5052A信号源剖析仪和PN8000相位噪声测验体系对同一只抗振晶体振荡器进行相位噪声测验，输出频率为100 MHz，测验曲线如图3和图4所示。
如图3所示，E5052A信号源剖析仪的测验曲线正常，在频偏1 kHz处的动态相位噪声曲线是接连的，为-148 dBc/Hz。但在图5中PN8000相位噪声测验体系的测验曲线显着不正常，在频偏10～400 Hz和1 kHz～1 MHz处，PN8000相位噪声测验体系与E5052A信号源剖析仪测验成果共同。而在频偏100 Hz～1 kHz处，频偏1 kHz处的动态相位噪声为-138dBc/Hz。在频偏1～10kHz处，频偏1 kHz处的动态相位噪声为-148dBc /Hz，两处的相位噪声相差10 dB，使频偏1 kHz处的测验曲线出现台阶状况。
4 试验验证与数据剖析
E5052A信号源剖析仪的中频增益在所有频偏处设置为固定值，所以体系的噪底不会因为晶体振荡器的相位噪声变差而受到影响，测验成果即为抗振晶体振荡器实践的动态相位噪声。而PN8000相位噪声测验体系在进行相位噪声测验时，每10倍频程为一段，从远端开端逐个测验。初始中频增益主动设置为90 dB。在测验每一频段时首要对噪声进行扫描和评价此段频偏处的相位噪声。假如相位噪声较差时，测验体系则会主动下降该段频偏处的中频增益，不然体系将无法进行测验或测验成果不正常。但因为中频增益的下降此刻测验体系的噪底也会相应恶化，测验成果有或许不正常，终究无法精确丈量抗振晶体振荡器的相位噪声。
将PN8000相位噪声测验体系的中频增益设置为固定值时，测验100 MHz抗振晶体振荡器停止状况下的相位噪声，测验成果如图5所示，曲线从上至下别离是中频增益为30 dB、40 dB、50 dB、60 dB、70 dB和80 dB时的静态相位噪声测验成果。中频增益的下降对体系本底将会恶化，特别是对100 Hz今后的相位噪声的测验影响较大。所以测验体系噪底的恶化将不能精确地丈量抗振晶体振荡器的相位噪声。中频增益至少80 dB时才干精确测验此抗振晶体振荡器的静态相位噪声。
在实践测验时，PN8000相位噪声测验体系在测验频偏1 kHz～1 MHz处的相位噪声时，测验体系的中频增益为90dB。如图5所示，此刻1kHz处测验体系的噪底约为-160 dBc/Hz，比抗振晶体振荡器的实践相位噪声要低，所以图4在频偏1 kHz～1 MHz的1kHz处的测验数据是实践抗振晶体振荡器的相位噪声，为-148 dBc/Hz。PN8000相位噪声测验体系在进行频偏100 Hz～1 kHz处的相位噪声时，因为100 Hz处的相位噪声较差，测验体系主动将中频增益下降为60 dB。如图5所示，此刻100Hz处测验体系的噪底约为-130dBc/Hz，比抗振晶体振荡器的实践相位噪声要低，所以PN8000相位噪声测验体系在100 Hz处的测验数据为实践抗振晶体振荡器的相位噪声。在1kHz处测验体系的噪底约为-140dBc/Hz，比抗振晶体振荡器的实践相位噪声高，所以图4在频偏100 Hz～1kHz中，1kHz处的测验数据是测验体系此刻的噪底，约为-138 dBc/Hz。终究导致PN8000相位噪声测验体系测验抗振晶体振荡器的动态相位噪声时，测验曲线出现台阶状况。
为处理此问题，从头设置PN8000相位噪声测验体系的功用设置。添加PN8000相位噪声测验体系中的噪底优化功用。此噪底优化功用主要是经过将测验体系中测验软件的采样点进行细分，添加采样数据量，下降测验体系的影响。所以添加噪底优化的功用后，能够下降测验体系的噪底，但一起因为数据量添加较大，测验时刻将会延伸。添加噪底优化的功用后。测验成果如图6所示，中频增益到达60 dB时就能精确测验此抗振晶体振荡器的静态相位噪声。
经过添加优化噪底功用后，测验曲线如图7所示，添加优化噪底功用后，频偏1 kHz处的动态相位噪声为-148 dBc/Hz。消除了测验曲线上此处的台阶状况，与E5052A信号源剖析仪的测验成果到达共同。所以，经过添加优化噪底功用能够处理PN8000相位噪声测验体系测验抗振晶体振荡器相位噪声曲线不正常的问题。
5 结束语
本文剖析了抗振晶体振荡器的相位噪声及其两种测验办法，经过添加优化噪底功用和比照试验，处理了抗振晶体振荡器在两种测验体系中测验成果不同的问题，使两种测验体系的测验成果到达共同，为剖析抗振晶体振荡器和整机体系的动态相位噪声测验问题供给了参阅。
