振蕩器的頻率穩(wěn)定度ppt課件

1、 射頻通信電路信息工程學(xué)院17.5 振蕩器的頻率穩(wěn)定度振蕩器的頻率穩(wěn)定度 射頻通信電路信息工程學(xué)院信息工程學(xué)院27.5.1 概述概述振蕩器主要指標(biāo)：頻率準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度振蕩器主要指標(biāo)：頻率準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度 準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度絕對頻差絕對頻差0fffx相對頻差相對頻差000fffffx穩(wěn)定度穩(wěn)定度在一定的時間間隔內(nèi)，頻率準(zhǔn)確度的變化在一定的時間間隔內(nèi)，頻率準(zhǔn)確度的變化 長期頻率穩(wěn)定度長期頻率穩(wěn)定度短期（瞬時）頻率穩(wěn)定度短期（瞬時）頻率穩(wěn)定度影響長期頻率穩(wěn)定度因素：影響長期頻率穩(wěn)定度因素：（如溫度，電源電壓，磁場，負(fù)載等外界因素如溫度，電源電壓，磁場，負(fù)載等外界因素） 元件老化、元件參數(shù)的慢變化元件老化、元

2、件參數(shù)的慢變化振蕩器所處環(huán)境條件變化振蕩器所處環(huán)境條件變化影響短期頻率穩(wěn)定度因素影響短期頻率穩(wěn)定度因素電路中各種隨機噪聲電路中各種隨機噪聲 射頻通信電路信息工程學(xué)院信息工程學(xué)院3研究短期頻率穩(wěn)定度也就是研究振蕩器的相位噪聲研究短期頻率穩(wěn)定度也就是研究振蕩器的相位噪聲 理想正弦波振蕩器的輸出信號為：理想正弦波振蕩器的輸出信號為： tAtvccos)(實際正弦波振蕩器的輸出信號為：實際正弦波振蕩器的輸出信號為： )(cos()(1 ()(tttaAtvnc幅度調(diào)制幅度調(diào)制相位調(diào)制相位調(diào)制為什么？為什么？電路存在固有噪聲電路存在固有噪聲振蕩器是非線性電路振蕩器是非線性電路振蕩器從起振振蕩器從起振 平

3、衡，平衡，AF1 AF=1，自限幅功能，自限幅功能，( )cos( )cnv tAtt可抑制幅度調(diào)制產(chǎn)生的幅度噪聲可抑制幅度調(diào)制產(chǎn)生的幅度噪聲 射頻通信電路信息工程學(xué)院信息工程學(xué)院4電路噪聲電路噪聲相位調(diào)制相位調(diào)制相位噪聲相位噪聲對頻率的影響如何？對頻率的影響如何？頻率是相位的微分頻率是相位的微分 振蕩頻率振蕩頻率 在平均值上下隨機起伏在平均值上下隨機起伏 )(tf振蕩器的頻譜如何？振蕩器的頻譜如何？( )cos( )cnv tAtt當(dāng)當(dāng) 時：時：radtn1)( )cos( )cossin( )sincos( )sinncnccncv tAttAttAtAtt載波載波載波載波相位噪聲相位噪聲

4、0帶相位噪聲的振蕩器輸出頻譜帶相位噪聲的振蕩器輸出頻譜相乘，產(chǎn)生頻譜搬移相乘，產(chǎn)生頻譜搬移 射頻通信電路信息工程學(xué)院信息工程學(xué)院57.5.2 相位噪聲的影響相位噪聲的影響振蕩器在通信機中的用途振蕩器在通信機中的用途接收機、發(fā)射機的本振源接收機、發(fā)射機的本振源上混頻器將本振噪聲轉(zhuǎn)移到了發(fā)射頻帶內(nèi)，上混頻器將本振噪聲轉(zhuǎn)移到了發(fā)射頻帶內(nèi)，發(fā)射信號不純的頻譜對鄰道信號產(chǎn)生干擾。發(fā)射信號不純的頻譜對鄰道信號產(chǎn)生干擾。結(jié)果：結(jié)果：上混頻上混頻本振信號本振信號發(fā)射信號發(fā)射信號中頻信號中頻信號1LOiLOi發(fā)射機：發(fā)射機：LOi 射頻通信電路信息工程學(xué)院信息工程學(xué)院6接收機：接收機：下混頻下混頻本振信號本振信

5、號中頻信號中頻信號射頻信號射頻信號IFLORFLORF 下混頻器將本振噪聲轉(zhuǎn)移到了中頻段，降低了信噪比下混頻器將本振噪聲轉(zhuǎn)移到了中頻段，降低了信噪比 無本振噪聲無本振噪聲BW有本振噪聲有本振噪聲 射頻通信電路信息工程學(xué)院信息工程學(xué)院7 倒易混頻倒易混頻下混頻下混頻本振信號本振信號中頻信號中頻信號射頻信號射頻信號IFLORFfffLOfRFMff、結(jié)果：結(jié)果：本振噪聲與強干擾本振噪聲與強干擾進行倒易混頻變成中頻進行倒易混頻變成中頻 降低中頻信噪比降低中頻信噪比但當(dāng)本振有噪聲時但當(dāng)本振有噪聲時現(xiàn)象：現(xiàn)象：若射頻輸入伴有強干擾若射頻輸入伴有強干擾MfLOMIFfff只要本振純，且只要本振純，且 就不

6、會對中頻產(chǎn)生干擾就不會對中頻產(chǎn)生干擾Mf 射頻通信電路信息工程學(xué)院信息工程學(xué)院8本振噪聲干擾數(shù)字通信本振噪聲干擾數(shù)字通信 對信息是包含在載波的相位中的調(diào)制，如：對信息是包含在載波的相位中的調(diào)制，如：QPSK帶有相位噪聲的本振信號對已調(diào)波進行下混頻后帶有相位噪聲的本振信號對已調(diào)波進行下混頻后 中頻信號的相位受到了干擾中頻信號的相位受到了干擾增大了誤碼率增大了誤碼率 相位噪聲對相位噪聲對QPSK星座圖的干擾星座圖的干擾 射頻通信電路信息工程學(xué)院信息工程學(xué)院97.5.3 頻率穩(wěn)定度的表示方法頻率穩(wěn)定度的表示方法 短期頻率穩(wěn)定度有兩種表征法短期頻率穩(wěn)定度有兩種表征法 頻域頻域單邊相位噪聲功率單邊相位噪

7、聲功率時域時域阿倫方差阿倫方差阿倫方差的具體測量方法阿倫方差的具體測量方法 111fff222fffnnNfff1 ， ，. ， Nffffn2)(.)()(1)(222210阿倫方差定義：阿倫方差定義： 射頻通信電路信息工程學(xué)院信息工程學(xué)院10短期頻率穩(wěn)定度頻域表示短期頻率穩(wěn)定度頻域表示用單邊用單邊（SSB）相位噪聲相位噪聲 單邊相位噪聲定義：單邊相位噪聲定義：偏離載頻偏離載頻 一定量一定量 處處，單位頻帶內(nèi)噪聲功率單位頻帶內(nèi)噪聲功率 相對于平均載波功率相對于平均載波功率 的的dB數(shù)數(shù) cffSSBPCPCSSBPPfLlog10)(單位單位dBc/Hz dBc相對于載波功率大小相對于載波功

8、率大小10logP標(biāo)準(zhǔn)信號功率 射頻通信電路信息工程學(xué)院信息工程學(xué)院11單邊相位噪聲計算舉例單邊相位噪聲計算舉例測得載波功率：測得載波功率： 2dBm偏離載頻偏離載頻 1MHz 處，處，在帶寬在帶寬1KHz內(nèi)的內(nèi)的CPf噪聲功率：噪聲功率： 70dBmSSBP求：求：CSSBPPfLlog10)(解：解：單位頻帶內(nèi)的單邊噪聲功率為：單位頻帶內(nèi)的單邊噪聲功率為：310log() 10log1011SSBSSBSSBPPPdBmkHzkHz7030100/dBmdBdBm Hz ()100/( 2)98/LfdBm HzdBmdBc Hz 則則 射頻通信電路信息工程學(xué)院信息工程學(xué)院12某振蕩器工作在某振蕩器工作在 1.0GHz 處的單邊相位噪聲功率譜舉例處的單邊相位噪聲功率譜舉例振蕩器頻譜振蕩器頻譜單邊相位噪聲功率譜單邊相