決定頻譜儀相噪測試能力的因素有哪些？

曾經(jīng)有過這樣的困惑，頻譜儀怎么會(huì)有相噪的指標(biāo)，相噪不是信號(hào)源的指標(biāo)嗎？后來才明白，頻譜儀的相噪其實(shí)是內(nèi)部LO信號(hào)的相噪，而且它決定了頻譜儀近端相噪的測試能力。頻譜儀自身的相噪越低，則相噪測試能力越強(qiáng)！

頻譜儀自身的相噪是如何影響其相噪測試能力的呢？

以下圖為例，假設(shè)RF信號(hào)是理想的，LO信號(hào)具有一定的邊帶，在下變頻過程中，除了將RF信號(hào)變頻至IF外，LO信號(hào)的邊帶也會(huì)一起搬移至IF?；祛l器實(shí)際上起到乘法器的作用，RF信號(hào)與LO信號(hào)相乘實(shí)現(xiàn)下變頻的同時(shí)，也會(huì)與LO信號(hào)邊帶包含的頻率成分相乘，從而使得邊帶也變頻至IF附近。有的文獻(xiàn)將此稱為互易混頻，互易混頻使得LO信號(hào)的邊帶搬移至IF。

近端相噪測試通常只關(guān)注1MHz頻偏范圍內(nèi)的相噪，考慮雙邊帶時(shí)，對(duì)應(yīng)的是fc± 1MHz范圍內(nèi)的邊帶。對(duì)于混頻器而言，可以認(rèn)為在2MHz這么窄帶寬內(nèi)的變頻損耗是恒定的，這意味著對(duì)于圖2所示的例子，IF信號(hào)的相噪與LO信號(hào)的相噪是相同的！這個(gè)相噪就是頻譜儀自身的相噪“底噪聲”，一般稱為相噪測試靈敏度，決定了頻譜儀的相噪測試能力。

如果待測信號(hào)的相噪低于頻譜儀自身的相噪，當(dāng)然是測不出信號(hào)真實(shí)的相噪水平。檢定頻譜儀相噪指標(biāo)時(shí)，一般會(huì)選擇一臺(tái)相噪更好的信號(hào)源，相噪測試結(jié)果能夠反映出頻譜儀自身的水平。

如果要準(zhǔn)確測試信號(hào)的相噪，則要求頻譜儀自身相噪比待測信號(hào)好很多，按照經(jīng)驗(yàn)，至少優(yōu)異10dB以上，才能保證測試精度！

LO的相噪因互易混頻搬移至IF輸出信號(hào)

以上介紹了影響近端相噪測試能力的因素，隨著頻偏的不斷增大，LO信號(hào)的相噪也是逐漸降低的，此時(shí)決定儀表相噪測試能力的因素可能不再是LO的相噪，而是儀表的底噪聲。

如何判斷頻譜儀底噪聲是否影響遠(yuǎn)端相噪測試呢？

有兩種方法可以嘗試：

(1) 降低信號(hào)功率，觀測遠(yuǎn)端邊帶是否也跟隨降低，如果沒有變化，說明底噪聲確實(shí)影響遠(yuǎn)端相噪測試；如果遠(yuǎn)端邊帶也隨之降低，則說明底噪聲帶來的影響很小。

(2) 直接關(guān)閉信號(hào)，保證頻譜儀其它設(shè)置不變，對(duì)比此時(shí)的底噪聲與關(guān)閉信號(hào)之前的遠(yuǎn)端邊帶功率的大小。如果底噪聲低于遠(yuǎn)端邊帶功率(建議10dB以上)，則對(duì)測試影響較?。蝗绻自肼暸c遠(yuǎn)端邊帶持平，則必然會(huì)影響測試結(jié)果！

如果底噪聲影響了遠(yuǎn)端相噪測試，如何解決呢？

可以在一定程度上增大信號(hào)功率，因?yàn)樾盘?hào)功率越高，邊帶功率也隨之提高，使其高出底噪一定水平，從而保證測試精度。但不能導(dǎo)致頻譜儀過載，否則將擾亂測試結(jié)果，必要時(shí)，可以使用陷波器抑制載波信號(hào)。

或者選擇底噪聲更低的頻譜儀進(jìn)行測試！

以上內(nèi)容由西安安泰測試分享，如在選型/測試過程中有任何問題咨詢安泰測試，安泰測試國內(nèi)測量儀器綜合服務(wù)商。

審核編輯：湯梓紅