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7.5 振蕩器的頻率穩(wěn)定度振蕩器的頻率穩(wěn)定度1;. 射頻通信電路信息工程學(xué)院信息工程學(xué)院7.5.1 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(duì)頻差絕對(duì)頻差0fffx相對(duì)頻差相對(duì)頻差000fffffx穩(wěn)定度穩(wěn)定度在一定的時(shí)間間隔內(nèi)，頻率準(zhǔn)確度的變化在一定的時(shí)間間隔內(nèi)，頻率準(zhǔn)確度的變化 長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定度長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定度短期（瞬時(shí)）頻率穩(wěn)定度短期（瞬時(shí)）頻率穩(wěn)定度影響長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定度因素：影響長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定度因素：（如溫度，電源電壓，磁場(chǎng)，負(fù)載等外界因素如溫度，電源電壓，磁場(chǎng)，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、

2、元件參數(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(jī)噪聲電路中各種隨機(jī)噪聲2;. 射頻通信電路信息工程學(xué)院信息工程學(xué)院研究短期頻率穩(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(hào)為：理想正弦波振蕩器的輸出信號(hào)為： tAtvccos)(實(shí)際正弦波振蕩器的輸出信號(hào)為：實(shí)際正弦波振蕩器的輸出信號(hào)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

3、振 平衡，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3;. 射頻通信電路信息工程學(xué)院信息工程學(xué)院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(duì)頻率的影響如何？對(duì)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(jī)起伏在平均值上下隨機(jī)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(shí)：時(shí)：radtn1)( )cos( )cossin( )sincos( )sinncnccncv tAttAttAtAtt載波載波載波載波相位噪

4、聲相位噪聲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4;. 射頻通信電路信息工程學(xué)院信息工程學(xué)院7.5.2 相位噪聲的影響相位噪聲的影響振蕩器在通信機(jī)中的用途振蕩器在通信機(jī)中的用途接收機(jī)、發(fā)射機(jī)的本振源接收機(jī)、發(fā)射機(jī)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(hào)不純的頻譜對(duì)鄰道信號(hào)產(chǎn)生干擾。發(fā)射信號(hào)不純的頻譜對(duì)鄰道信號(hào)產(chǎn)生干擾。結(jié)果：結(jié)果：上混頻上混頻本振信號(hào)本振信號(hào)發(fā)射信號(hào)發(fā)射信號(hào)中頻信號(hào)中頻信號(hào)1LOiLOi發(fā)射機(jī)：發(fā)射機(jī)：LOi5;. 射頻通信電路信息工程學(xué)院信息工程學(xué)院接收機(jī)：接收機(jī)：下混頻下

5、混頻本振信號(hào)本振信號(hào)中頻信號(hào)中頻信號(hào)射頻信號(hào)射頻信號(hào)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(wú)本振噪聲無(wú)本振噪聲BW有本振噪聲有本振噪聲6;. 射頻通信電路信息工程學(xué)院信息工程學(xué)院 倒易混頻倒易混頻下混頻下混頻本振信號(hào)本振信號(hào)中頻信號(hào)中頻信號(hào)射頻信號(hào)射頻信號(hào)IFLORFfffLOfRFMff、結(jié)果：結(jié)果：本振噪聲與強(qiáng)干擾本振噪聲與強(qiáng)干擾進(jìn)行倒易混頻變成中頻進(jìn)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(shí)但當(dāng)本振有噪聲時(shí)現(xiàn)象：現(xiàn)象：若射頻輸入伴有強(qiáng)干擾若射頻輸入伴有強(qiáng)干擾MfLOMIFfff只要本振純，

6、且只要本振純，且 就不會(huì)對(duì)中頻產(chǎn)生干擾就不會(huì)對(duì)中頻產(chǎn)生干擾Mf7;. 射頻通信電路信息工程學(xué)院信息工程學(xué)院本振噪聲干擾數(shù)字通信本振噪聲干擾數(shù)字通信 對(duì)信息是包含在載波的相位中的調(diào)制，如：對(duì)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(hào)對(duì)已調(diào)波進(jìn)行下混頻后帶有相位噪聲的本振信號(hào)對(duì)已調(diào)波進(jìn)行下混頻后 中頻信號(hào)的相位受到了干擾中頻信號(hào)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(duì)相位噪聲對(duì)QPSK星座圖的干擾星座圖的干擾8;. 射頻通信電路信息工程學(xué)院信息工程學(xué)院7.5.3 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

7、頻域單邊相位噪聲功率單邊相位噪聲功率時(shí)域時(shí)域阿倫方差阿倫方差阿倫方差的具體測(cè)量方法阿倫方差的具體測(cè)量方法 111fff222fffnnNfff1 ， ，. ， Nffffn2)(.)()(1)(222210阿倫方差定義：阿倫方差定義：9;. 射頻通信電路信息工程學(xué)院信息工程學(xué)院短期頻率穩(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：?jiǎn)芜呄辔辉肼暥x：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(duì)于平均載波功率相對(duì)于平均載波功率 的的dB數(shù)數(shù) cffSSBPCPCSSBPPfLlog10)(單位單位dBc/Hz dB

8、c相對(duì)于載波功率大小相對(duì)于載波功率大小10logP標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)功率10;. 射頻通信電路信息工程學(xué)院信息工程學(xué)院?jiǎn)芜呄辔辉肼曈?jì)算舉例單邊相位噪聲計(jì)算舉例測(cè)得載波功率：測(cè)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：?jiǎn)挝活l帶內(nèi)的單邊噪聲功率為：?jiǎn)挝活l帶內(nèi)的單邊噪聲功率為：310log() 10log1011SSBSSBSSBPPPdBmkHzkHz7030100/dBmdBdBm Hz ()100/( 2)98/LfdBm HzdBmdBc Hz 則則11;. 射頻通信電路信息工程學(xué)院信息工程學(xué)院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位噪聲