專利名稱：一種相位噪聲檢測方法及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電子測量技術領域，特別涉及一種相位噪聲檢測方法及系統(tǒng)。
背景技術：
隨著科學技術的發(fā)展，通信、雷達和高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)认到y(tǒng)需要高穩(wěn)定的信號作為 基帶信息載波?；鶐畔⑤d波通常是正弦波，正弦波的三要素包括幅度、頻率和相位。 通常情況下，相位的穩(wěn)定性指標用相位噪聲來表示，相位噪聲是衡量信號穩(wěn)定性的一 項重要參數(shù)。目前，信息傳輸多調(diào)制在載波相位上或跟相位有關的頻率上，基帶信號 的相位噪聲指標是整體系統(tǒng)的底線。隨著電子產(chǎn)品性能要求的提高，對信號源和頻率 源性能的要求也隨之提高，相位噪聲被更廣泛地引起重視。相位噪聲的應用場合主要 有電子儀器、儀表中的基準信號、微波通訊中的載波信號、電磁波定位測距、時間 頻率計數(shù)和數(shù)據(jù)傳輸基帶信號等等。
現(xiàn)代電子系統(tǒng)和設備都離不開相位噪聲測試的要求，因為本振相位噪聲影響著調(diào) 頻、調(diào)相系統(tǒng)的最終信噪比，惡化某些調(diào)幅檢波器的性能；限制頻移鍵控(FSK)和 相移鍵控(PSK)的最小誤碼率；影響頻分多址接收系統(tǒng)的最大噪聲功率等等。在很 多高級電子系統(tǒng)和設備中，核心技術中往往有一個低相位噪聲頻率源?？梢妼ο辔辉?聲進行表征、測試以及如何減小相位噪聲是現(xiàn)代電子系統(tǒng)中一個回避不了的問題。傳 統(tǒng)的相位噪聲檢測方法主要有以下幾種
1、 直接頻譜儀法
將未調(diào)制的高頻或者微波載頻信號直接加到頻率范圍及性能適合的高頻或者微波 頻譜儀上，顯示出該信號的頻譜，從而檢測出該被測信號的相位噪聲。目前常用的分 析儀主要分為頻譜分析儀和波形分析儀。頻譜分析儀允許輸入信號具有很寬的頻率范 圍，且具備中等程度的分析帶寬，例如HP8568A的工作頻率范圍為100Hz 1.5GHz, 最小分析帶寬為10Hz;波形分析儀一般工作在較低的頻段，且具有很高的頻率分辨率， 例如HP 3582A的工作頻率范圍為0.02Hz 25.599Hz，頻率分辨率為0.02Hz。該方法 比較適宜測量漂移較小且相位噪聲相對較高的信號源。
2、 鑒頻法鑒頻法也稱單源法，是將被測信號源的頻率起伏A f由某種微波鑒頻器變?yōu)殡妷浩?伏AV，用基帶頻譜儀進行檢測，直接得出SAf(f)，進而求出相位噪聲。 一種常用的 鑒頻法工作原理是將被測源信號經(jīng)功分器分兩路， 一路經(jīng)寬帶延遲線時延^，以便 將頻率起伏變?yōu)橄辔黄鸱麬j后進入鑒相器；另一路信號經(jīng)寬帶可變移相器相移后進入 鑒相器進行正交鑒相，由鑒相器將相位噪聲轉(zhuǎn)換為電壓噪聲，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換、快速傅里 葉變換和功率譜估計等信號處理后，檢測得到被測信號的相位噪聲功率譜Sj(f)和相對 單邊功率譜Lp(f)。
3、鑒相法
鑒相法也稱相位檢波器法，是將被測信號與一同頻高穩(wěn)定的參考源進行正交鑒相， 采用外差方式將被測源信號降至中頻，在中頻用晶體濾波器和含壓控晶體振蕩器的鎖 相回路或鎖相環(huán)提純，以獲取被測信號的連續(xù)載波信號，該信號經(jīng)相移后與被測信號 鑒相器中正交鑒相，提取被測信號的相位噪聲。
但是，上述三種相位噪聲檢測方法都存在缺陷直接頻譜儀法不能分辨調(diào)幅噪聲 和相位噪聲，對調(diào)幅噪聲嚴重的信號源不能直接測得相位噪聲；鑒頻法在近載頻處系 統(tǒng)靈敏度低，寬帶延遲線、寬帶移相器制作困難；鑒相法在載波提純，移相器的研制 較困難，而且相移器、晶體濾波器特性、鑒相增益等受溫度和噪聲大小等諸多因素的 影響而變化，不易實現(xiàn)自動化測量。此外，上述相位噪聲檢測方法需要依賴復雜的昂 貴的硬件系統(tǒng)支持，并且檢測速度比較慢，普及應用受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決相位噪聲難于檢測，以及檢測精度不高且不易實現(xiàn)自動化等問題，本發(fā) 明提供了一種相位噪聲檢測方法，所述方法包括
根據(jù)被測信號源的頻率和測量頻帶范圍，選擇對應的鎖相環(huán)電路； 所述鎖相環(huán)電路對所述被測信號源進行鎖相跟蹤；
檢査所述鎖相跟蹤是否完成，如果是，則采集所述鎖相環(huán)電路輸出的相位噪聲信
號；
將所述相位噪聲信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，對所述頻域信號進行對數(shù)處理和定標處理， 并根據(jù)所述對數(shù)處理結(jié)果和定標處理結(jié)果，繪制出相位噪聲曲線圖。
所述鎖相環(huán)電路對所述被測信號源進行鎖相跟蹤的步驟具體為所述鎖相環(huán)電路 對所述被測信號源進行頻帶帶寬鎖相，并逐漸降低鎖相后的被測信號源的頻帶帶寬， 直到被測信號源的頻帶帶寬達到預先設置的測量頻帶范圍的最小值。所述檢查所述鎖相跟蹤是否完成的步驟具體為如果所述鎖相環(huán)電路輸出的相位 噪聲信號中沒有失鎖信號，則所述鎖相跟蹤完成；
否則，檢査所述鎖相環(huán)電路輸出的相位噪聲信號的頻譜成分是否處于鎖相穩(wěn)定區(qū) 域，如果不是，則所述鎖相環(huán)電路增加對所述被測信號源的頻帶帶寬，重新檢査所述 相位噪聲信號的頻譜成分是否處于鎖相穩(wěn)定區(qū)域；如果是，所述鎖相環(huán)電路將所述被 測信號源的頻帶帶寬作為最窄頻帶帶寬，重新進行所述鎖相跟蹤。
所述采集所述鎖相環(huán)電路輸出的相位噪聲信號的步驟具體包括
對鎖相環(huán)電路輸出的高頻相位噪聲信號進行前置放大；
將前置放大后的高頻相位噪聲信號進行高通濾波；
將高通濾波后的高頻相位噪聲信號進行高頻單端轉(zhuǎn)差分和高頻程控放大； 將高頻單端轉(zhuǎn)差分和高頻程控放大后的高頻相位噪聲信號進行高頻低通濾波，輸
出高頻低通濾波后的高頻相位噪聲信號；
將高頻低通濾波后的高頻相位噪聲信號進行A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換處理。 所述采集所述鎖相環(huán)電路輸出的相位噪聲信號的步驟具體包括 對鎖相環(huán)電路輸出的低頻相位噪聲信號進行前置放大； 將前置放大后的低頻相位噪聲信號進行高通濾波；
將高通濾波后的低頻相位噪聲信號進行低頻單端轉(zhuǎn)差分和低頻程控放大； 將低頻單端轉(zhuǎn)差分和低頻程控放大后的低頻相位噪聲信號進行低頻低通濾波，輸
出低頻低通濾波后的相位噪聲信號；
將低頻低通濾波后的低頻相位噪聲信號進行A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換處理。
所述將所述相位噪聲信號轉(zhuǎn)換為頻域信號的步驟具體包括
將所述相位噪聲信號進行數(shù)字濾波和加時域窗函數(shù)；
將經(jīng)過數(shù)字濾波和加時域窗函數(shù)后的相位噪聲信號進行快速傅里葉變換。 本發(fā)明還提供了一種相位噪聲檢測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括
選擇模塊，用于根據(jù)被測信號源的頻率和測量頻帶范圍，選擇對應的鎖相環(huán)電路； 鎖相模塊，用于對所述被測信號源進行鎖相跟蹤，并輸出相位噪聲信號； 檢査采集模塊，用于根據(jù)所述相位噪聲信號檢査所述鎖相模塊的鎖相跟蹤是否完
成，如果是，則采集并發(fā)送所述鎖相模塊輸出的相位噪聲信號；
處理模塊，用于接收所述檢查采集模塊輸出的相位噪聲信號，并將所述相位噪聲
信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，對所述頻域信號進行對數(shù)處理和定標處理，根據(jù)所述對數(shù)處理
結(jié)果和定標處理結(jié)果，繪制出相位噪聲曲線圖。所述檢査采集模塊包括
檢查單元，用于接收所述鎖相模塊輸出的相位噪聲信號，并檢査所述相位噪聲信 號中是否有失鎖信號，發(fā)送檢查結(jié)果；
第一采集單元，用于接收所述檢查單元發(fā)送的沒有失鎖信號的檢查結(jié)果，并對所
述鎖相模塊輸出的高頻相位噪聲信號進行前置放大，將前置放大后的高頻相位噪聲信 號進行高通濾波，將高通濾波后的高頻相位噪聲信號進行高頻單端轉(zhuǎn)差分和高頻程控 放大，將高頻單端轉(zhuǎn)差分和高頻程控放大后的高頻相位噪聲信號進行高頻低通濾波， 輸出高頻低通濾波后的高頻相位噪聲信號，將高頻低通濾波后的高頻相位噪聲信號進 行A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換處理。
所述檢査采集模塊還包括-
第二采集單元，用于接收所述檢査單元發(fā)送的沒有失鎖信號的檢查結(jié)果，并對所 述鎖相模塊輸出的低頻相位噪聲信號進行前置放大，將前置放大后的低頻相位噪聲信 號進行高通濾波，將高通濾波后的低頻相位噪聲信號進行低頻單端轉(zhuǎn)差分和低頻程控 放大，將低頻單端轉(zhuǎn)差分和低頻程控放大后的低頻相位噪聲信號進行低頻低通濾波， 輸出低頻低通濾波后的相位噪聲信號，將低頻低通濾波后的低頻相位噪聲信號進行 A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換處理。
所述處理模塊包括
接收轉(zhuǎn)換單元，用于接收所述檢査采集模塊輸出的相位噪聲信號，并將所述相位 噪聲信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，發(fā)送所述頻域信號；
對數(shù)定標單元，用于接收所述頻域信號，并對所述頻域信號進行對數(shù)處理和定標 處理，發(fā)送對數(shù)和定標處理結(jié)果；
繪制單元，用于接收所述對數(shù)和定標處理結(jié)果，并根據(jù)所述對數(shù)和定標處理結(jié)果， 繪制出相位噪聲曲線圖。
有益效果本發(fā)明通過鎖相跟蹤、高頻低噪聲寬頻帶放大和低頻低噪聲寬頻帶放 大，實現(xiàn)了對頻率從0.01Hz至100MHz相位噪聲信號的檢測，極大地滿足了寬頻帶相 位噪聲信號的測試要求；另外，本發(fā)明提供的相位噪聲檢測方法實現(xiàn)容易，支持的硬 件系統(tǒng)簡單，便于普及應用。


圖l是本發(fā)明實施例提供的相位噪聲檢測方法的流程圖； 圖2是本發(fā)明實施例提供的相位噪聲檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方 式作進一步地詳細描述。
參見圖l，本發(fā)明實施例提供了一種相位噪聲檢測方法，包括以下步驟
步驟101:輸入測試信息，并設置檢測參數(shù)、濾波器參數(shù)和運算放大器的放大系
數(shù)；
測試信息包括被測信號源的型號及頻率；檢測參數(shù)包括測量頻帶范圍和平滑選擇 度；濾波器參數(shù)包括高通濾波器參數(shù)和低通濾波器參數(shù)；運算放大器包括高頻運算放 大器和低頻運算放大器；在實際應用中，測量頻帶范圍可以設置為0 1MHz、 0 101MHz、 0 501MHz或0 1001MHz，還可以根據(jù)實際測量要求來設置不同的測量 頻帶范圍；平滑選擇度分為高、中和低；
步驟102:根據(jù)被測信號源的頻率和測量頻帶范圍，選擇對應的鎖相環(huán)電路； 鎖相環(huán)電路包括多個低通濾波單元、本振信號源、直流電壓調(diào)節(jié)單元、信號放大 單元和帶寬選擇濾波單元；在實際應用中，通過改變低通濾波單元的帶寬，來改變鎖 相環(huán)電路的輸出帶寬，這樣可以檢測不同頻率的信號源和不同測量頻帶范圍的相位噪 聲信號；
步驟103:鎖相環(huán)電路對被測信號源進行鎖相跟蹤處理；
鎖相環(huán)電路對被測信號源進行鎖相跟蹤處理具體包括鎖相環(huán)電路對被測信號源 進行頻帶帶寬鎖相，并逐漸降低鎖相后的被測信號源的頻帶帶寬，直到被測信號源的 頻帶帶寬達到預先設置的測量頻帶范圍的最小值；
在實際應用中，可以通過調(diào)整鎖相環(huán)電路中的低通濾波單元的參數(shù)，來加快對被 測信號源的鎖相過程；在保障鎖相跟蹤過程穩(wěn)定的基礎上，逐漸降低鎖相環(huán)電路的頻 帶帶寬，這樣可以檢測到低頻段的相位噪聲信號；
步驟104:檢査鎖相環(huán)電路輸出的相位噪聲信號是否有失鎖信號，如果是，則執(zhí) 行步驟105，否則執(zhí)行步驟108;
失鎖信號用于檢測鎖相環(huán)電路對相位噪聲信號的鎖相過程是否完成；當鎖相環(huán)電 路沒有完成對相位噪聲信號的鎖相過程時，失鎖信號可以被檢測出來，此時相位噪聲 信號中有低頻信號出現(xiàn)；失鎖信號通常又被稱為差頻信號，差頻信號的強弱用差頻幅 度來表示，差頻幅度可以作為判斷相位噪聲信號中是否含有失鎖信號的依據(jù)，還可以 作為相位噪聲信號的鑒相靈敏度參數(shù)；
步驟105:檢測鎖相環(huán)電路輸出的相位噪聲信號的頻譜成分是否處于鎖相穩(wěn)定區(qū)域，如果是，則執(zhí)行步驟107，否則執(zhí)行步驟106;
步驟106:鎖相環(huán)電路增加對被測信號源的頻帶帶寬，執(zhí)行步驟105;
步驟107:鎖相環(huán)電路將被測信號源的頻帶帶寬作為最窄頻帶帶寬，執(zhí)行步驟103;
步驟108:數(shù)據(jù)采集電路對相位噪聲信號進行高速數(shù)據(jù)采集和低速數(shù)據(jù)采集；
1) 高速數(shù)據(jù)采集
數(shù)據(jù)采集電路對鎖相環(huán)電路輸出的高頻相位噪聲信號進行前置放大，將前置放大 后的高頻相位噪聲信號進行高通濾波，將高通濾波后的高頻相位噪聲信號進行高頻單 端轉(zhuǎn)差分和高頻程控放大，將高頻單端轉(zhuǎn)差分和高頻程控放大后的高頻相位噪聲信號 進行高頻低通濾波，輸出高頻低通濾波后的高頻相位噪聲信號，將高頻低通濾波后的 高頻相位噪聲信號進行A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換處理；
2) 低速數(shù)據(jù)采集
數(shù)據(jù)采集電路對鎖相環(huán)電路輸出的低頻相位噪聲信號進行前置放大，將前置放大 后的低頻相位噪聲信號進行高通濾波，將高通濾波后的低頻相位噪聲信號進行低頻單 端轉(zhuǎn)差分和低頻程控放大，將低頻單端轉(zhuǎn)差分和低頻程控放大后的低頻相位噪聲信號 進行低頻低通濾波，輸出低頻低通濾波后的相位噪聲信號，將低頻低通濾波后的低頻 相位噪聲信號進行A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換處理；
在具體生成實踐中，數(shù)據(jù)采集電路先進行高速數(shù)據(jù)采集，再進行低速數(shù)據(jù)采集； 高速數(shù)據(jù)采集和低速數(shù)據(jù)采集都分別分兩次進行，即采集兩段數(shù)據(jù)，每次采集數(shù)據(jù)通 過改變采集時鐘頻率來實現(xiàn)；在實際應用中，可以通過調(diào)整預先設置的高頻前置放大
器和低頻前置放大器的放大系數(shù)，來保證高速數(shù)據(jù)采集和低速數(shù)據(jù)采集的相位噪聲信
號的最大值與A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入的最大值相對應，這樣可以獲得相位噪聲信號的最
大分辨率；通常情況下，相位噪聲信號是非穩(wěn)定信號，為了使預先設置的高頻前置放
大器和低頻前置放大器的放大系數(shù)，能夠滿足采集的相位噪聲信號的最大值與A/D模 數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入的最大值相對應，可以對鎖相環(huán)電路輸出的一段相位噪聲信號進行采樣， 并確定該段相位噪聲信號的最大值MS，將該段相位噪聲信號的最大值MS與A/D模 數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入的最大值MAD進行比較，如果滿足如下公式
爐D ' ,0 爐D 100 10
則可以確定相位噪聲信號與A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入值匹配，即相位噪聲信號符合 A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器對輸入值范圍的要求，進而預先設置的高頻前置放大器和低頻前置放大器的放大系數(shù)符合模數(shù)轉(zhuǎn)換器對輸入值范圍的要求；如果相位噪聲信號的最大值 MS不滿足上述公式，則需要重新設置高頻前置放大器和低頻前置放大器的放大系數(shù)， 直到相位噪聲信號的最大值MS滿足上述公式為止；在實際應用中，相位噪聲信號最 大值的取值范圍可以根據(jù)A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入值來確定，除了可以設置成上述表達 式的取值范圍外，還可以設置成(MAD/101， MAD/9)的取值范圍，本發(fā)明實施例不 限定A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入值范圍的選取方法，高頻前置放大器和低頻前置放大器的 放大系數(shù)可以根據(jù)A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入值范圍來進行設置； 步驟109:數(shù)據(jù)處理電路將采集的相位噪聲信號進行預處理；
數(shù)據(jù)處理電路將相位噪聲信號進行預處理具體為將采集的相位噪聲信號進行數(shù) 字濾波和加時域窗函數(shù)；在實際應用中，將相位噪聲信號進行數(shù)字濾波處理，可以濾 除相位噪聲信號中的高頻成分，如果不將相位噪聲信號進行數(shù)字濾波，則會產(chǎn)生相位 噪聲信號混疊效應；另外，將相位噪聲信號進行加時域窗函數(shù)處理，可以分析出不同 頻帶帶寬范圍內(nèi)的相位噪聲信號的能量集中分布情況；
步驟110:數(shù)據(jù)處理電路將預處理后的相位噪聲信號轉(zhuǎn)換為頻域信號； 數(shù)據(jù)處理電路將預處理后的相位噪聲信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，可以通過對相位噪聲 信號進行快速傅里葉變換來實現(xiàn)；
步驟111:數(shù)據(jù)處理電路將頻域信號進行對數(shù)處理和定標處理，并根據(jù)對數(shù)處理 結(jié)果和定標處理結(jié)果，繪制出相位噪聲曲線在實際應用中，相位噪聲信號經(jīng)過傅里葉變換后得到的頻域信號是線性的；為了 比較準確地繪制出相位噪聲曲線圖，通常要對頻域信號進行對數(shù)運算，例如可以對頻 域信號進行以e為底的對數(shù)運算，或者以10為底的常用對數(shù)運算，本實施例不限定對 數(shù)運算的底數(shù)；在對頻域信號進行對數(shù)運算時，分別在橫坐標方向和縱坐標方向上對 頻域信號進行對數(shù)運算，其中橫坐標為頻率(用對數(shù)劃分)，縱坐標為噪聲電壓密度(單 位為dB);將頻域信號進行定標處理，是根據(jù)相位噪聲的鑒相靈敏度參數(shù)和預先設置 的放大器的放大系數(shù)，對頻域信號進行標定，進而得到準確地相位噪聲曲線；在具體 生產(chǎn)實踐中，可以使用計算機繪制出相位噪聲曲線。
參見圖2，本發(fā)明實施例還提供了一種相位噪聲檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 選擇模塊，用于根據(jù)被測信號源的頻率和測量頻帶范圍，選擇對應的鎖相環(huán)電路; 鎖相模塊，用于對被測信號源進行鎖相跟蹤，并輸出相位噪聲信號； 檢查采集模塊，用于根據(jù)相位噪聲信號檢査鎖相模塊的鎖相跟蹤是否完成，如果 是，則采集并發(fā)送鎖相模塊輸出的相位噪聲信號；處理模塊，用于接收檢査采集模塊輸出的相位噪聲信號，并將相位噪聲信號轉(zhuǎn)換 為頻域信號，對頻域信號進行對數(shù)處理和定標處理，根據(jù)對數(shù)處理結(jié)果和定標處理結(jié) 果，繪制出相位噪聲曲線圖。
鎖相模塊包括-
鎖相單元，用于對被測信號源進行頻帶帶寬鎖相，并發(fā)送鎖相結(jié)果； 降低單元，用于接收鎖相結(jié)果，并根據(jù)鎖相結(jié)果逐漸降低鎖相后的被測信號源的 頻帶帶寬，直到被測信號源的頻帶帶寬達到預先設置的測量頻帶范圍的最小值。 檢查采集模塊包括
檢查單元，用于接收鎖相模塊輸出的相位噪聲信號，并檢査相位噪聲信號中是否 有失鎖信號，發(fā)送檢查結(jié)果；
第一采集單元，用于接收檢査單元發(fā)送的沒有失鎖信號的檢査結(jié)果，并對鎖相模
塊輸出的高頻相位噪聲信號進行前置放大，將前置放大后的高頻相位噪聲信號進行高 通濾波，將高通濾波后的高頻相位噪聲信號進行高頻單端轉(zhuǎn)差分和高頻程控放大，將 高頻單端轉(zhuǎn)差分和高頻程控放大后的高頻相位噪聲信號進行高頻低通濾波，輸出高頻
低通濾波后的高頻相位噪聲信號，將高頻低通濾波后的高頻相位噪聲信號進行A/D模 數(shù)轉(zhuǎn)換處理。
檢查采集模塊還包括
第二采集單元，用于接收檢査單元發(fā)送的沒有失鎖信號的檢査結(jié)果，并對鎖相模 塊輸出的低頻相位噪聲信號進行前置放大，將前置放大后的低頻相位噪聲信號進行高 通濾波，將高通濾波后的低頻相位噪聲信號進行低頻單端轉(zhuǎn)差分和低頻程控放大，將 低頻單端轉(zhuǎn)差分和低頻程控放大后的低頻相位噪聲信號進行低頻低通濾波，輸出低頻
低通濾波后的相位噪聲信號，將低頻低通濾波后的低頻相位噪聲信號進行A/D模數(shù)轉(zhuǎn) 換處理。
處理模塊包括
接收轉(zhuǎn)換單元，用于接收檢查采集模塊輸出的相位噪聲信號，并將相位噪聲信號 轉(zhuǎn)換為頻域信號，發(fā)送頻域信號；
對數(shù)定標單元，用于接收頻域信號，并對頻域信號進行對數(shù)處理和定標處理，發(fā) 送對數(shù)和定標處理結(jié)果；
繪制單元，用于接收對數(shù)和定標處理結(jié)果，并根據(jù)對數(shù)和定標處理結(jié)果，繪制出 相位噪聲曲線圖。
本發(fā)明實施例通過鎖相跟蹤、高頻低噪聲寬頻帶放大和低頻低噪聲寬頻帶放大，實現(xiàn)了對頻率從0.01Hz至100MHz相位噪聲信號的檢測，極大地滿足了寬頻帶相位噪 聲信號的測試要求；另外，本發(fā)明提供的相位噪聲檢測方法實現(xiàn)容易，支持的硬件系 統(tǒng)簡單，便于普及應用。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種相位噪聲檢測方法，其特征在于，所述方法包括根據(jù)被測信號源的頻率和測量頻帶范圍，選擇對應的鎖相環(huán)電路；所述鎖相環(huán)電路對所述被測信號源進行鎖相跟蹤；檢查所述鎖相跟蹤是否完成，如果是，則采集所述鎖相環(huán)電路輸出的相位噪聲信號；將所述相位噪聲信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，對所述頻域信號進行對數(shù)處理和定標處理，并根據(jù)所述對數(shù)處理結(jié)果和定標處理結(jié)果，繪制出相位噪聲曲線圖。
2. 如權利要求1所述的相位噪聲檢測方法，其特征在于，所述鎖相環(huán)電路對所述 被測信號源進行鎖相跟蹤的步驟具體為所述鎖相環(huán)電路對所述被測信號源進行頻帶 帶寬鎖相，并逐漸降低鎖相后的被測信號源的頻帶帶寬，直到被測信號源的頻帶帶寬 達到預先設置的測量頻帶范圍的最小值。
3. 如權利要求1所述的相位噪聲檢測方法，其特征在于，所述檢查所述鎖相跟蹤 是否完成的步驟具體為如果所述鎖相環(huán)電路輸出的相位噪聲信號中沒有失鎖信號， 則所述鎖相跟蹤完成；否則，檢査所述鎖相環(huán)電路輸出的相位噪聲信號的頻譜成分是否處于鎖相穩(wěn)定區(qū) 域，如果不是，則所述鎖相環(huán)電路增加對所述被測信號源的頻帶帶寬，重新檢查所述 相位噪聲信號的頻譜成分是否處于鎖相穩(wěn)定區(qū)域；如果是，所述鎖相環(huán)電路將所述被 測信號源的頻帶帶寬作為最窄頻帶帶寬，重新進行所述鎖相跟蹤。
4. 如權利要求1所述的相位噪聲檢測方法，其特征在于，所述采集所述鎖相環(huán)電 路輸出的相位噪聲信號的步驟具體包括對鎖相環(huán)電路輸出的高頻相位噪聲信號進行前置放大； 將前置放大后的高頻相位噪聲信號進行高通濾波；將高通濾波后的高頻相位噪聲信號進行高頻單端轉(zhuǎn)差分和高頻程控放大； 將高頻單端轉(zhuǎn)差分和高頻程控放大后的高頻相位噪聲信號進行高頻低通濾波，輸 出高頻低通濾波后的高頻相位噪聲信號；將高頻低通濾波后的高頻相位噪聲信號進行A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換處理。
5. 如權利要求1所述的相位噪聲檢測方法，其特征在于，所述采集所述鎖相環(huán)電 路輸出的相位噪聲信號的步驟具體包括對鎖相環(huán)電路輸出的低頻相位噪聲信號進行前置放大；將前置放大后的低頻相位噪聲信號進行高通濾波；將高通濾波后的低頻相位噪聲信號進行低頻單端轉(zhuǎn)差分和低頻程控放大； 將低頻單端轉(zhuǎn)差分和低頻程控放大后的低頻相位噪聲信號進行低頻低通濾波，輸 出低頻低通濾波后的相位噪聲信號；將低頻低通濾波后的低頻相位噪聲信號進行A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換處理。
6. 如權利要求1所述的相位噪聲檢測方法，其特征在于，所述將所述相位噪聲信 號轉(zhuǎn)換為頻域信號的步驟具體包括將所述相位噪聲信號進行數(shù)字濾波和加時域窗函數(shù)；將經(jīng)過數(shù)字濾波和加時域窗函數(shù)后的相位噪聲信號進行快速傅里葉變換。
7. —種相位噪聲檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括選擇模塊，用于根據(jù)被測信號源的頻率和測量頻帶范圍，選擇對應的鎖相環(huán)電路； 鎖相模塊，用于對所述被測信號源進行鎖相跟蹤，并輸出相位噪聲信號； 檢査采集模塊，用于根據(jù)所述相位噪聲信號檢查所述鎖相模塊的鎖相跟蹤是否完成，如果是，則采集并發(fā)送所述鎖相模塊輸出的相位噪聲信號；處理模塊，用于接收所述檢査采集模塊輸出的相位噪聲信號，并將所述相位噪聲信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，對所述頻域信號進行對數(shù)處理和定標處理，根據(jù)所述對數(shù)處理結(jié)果和定標處理結(jié)果，繪制出相位噪聲曲線圖。
8. 如權利要求7所述的相位噪聲檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述檢查采集模塊包括: 檢查單元，用于接收所述鎖相模塊輸出的相位噪聲信號，并檢査所述相位噪聲信號中是否有失鎖信號，發(fā)送檢查結(jié)果；第一采集單元，用于接收所述檢査單元發(fā)送的沒有失鎖信號的檢査結(jié)果，并對所述鎖相模塊輸出的高頻相位噪聲信號進行前置放大，將前置放大后的高頻相位噪聲信 號進行高通濾波，將高通濾波后的高頻相位噪聲信號進行高頻單端轉(zhuǎn)差分和高頻程控 放大，將高頻單端轉(zhuǎn)差分和高頻程控放大后的高頻相位噪聲信號進行高頻低通濾波， 輸出高頻低通濾波后的高頻相位噪聲信號，將高頻低通濾波后的高頻相位噪聲信號進 行A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換處理。
9. 如權利要求8所述的相位噪聲檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述檢查采集模塊還包括第二采集單元，用于接收所述檢査單元發(fā)送的沒有失鎖信號的檢查結(jié)果，并對所 述鎖相模塊輸出的低頻相位噪聲信號進行前置放大，將前置放大后的低頻相位噪聲信 號進行高通濾波，將高通濾波后的低頻相位噪聲信號進行低頻單端轉(zhuǎn)差分和低頻程控放大，將低頻單端轉(zhuǎn)差分和低頻程控放大后的低頻相位噪聲信號進行低頻低通濾波， 輸出低頻低通濾波后的相位噪聲信號，將低頻低通濾波后的低頻相位噪聲信號進行 A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換處理。
10.如權利要求7所述的相位噪聲檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述處理模塊包括接收轉(zhuǎn)換單元，用于接收所述檢査采集模塊輸出的相位噪聲信號，并將所述相位 噪聲信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，發(fā)送所述頻域信號；對數(shù)定標單元，用于接收所述頻域信號，并對所述頻域信號進行對數(shù)處理和定標 處理，發(fā)送對數(shù)和定標處理結(jié)果；繪制單元，用于接收所述對數(shù)和定標處理結(jié)果，并根據(jù)所述對數(shù)和定標處理結(jié)果， 繪制出相位噪聲曲線圖。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種相位噪聲檢測方法及系統(tǒng)，屬于電子測量技術領域。所述方法包括根據(jù)被測信號源的頻率和測量頻帶范圍，選擇對應的鎖相環(huán)電路；鎖相環(huán)電路對被測信號源進行鎖相跟蹤；檢查鎖相跟蹤是否完成，如果是，則采集鎖相環(huán)電路輸出的經(jīng)放大的相位噪聲信號；將相位噪聲信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，對頻域信號進行對數(shù)處理和定標處理，并根據(jù)對數(shù)處理結(jié)果和定標處理結(jié)果，繪制出相位噪聲曲線圖。所述系統(tǒng)包括選擇模塊、鎖相模塊、檢查采集模塊和處理模塊。本發(fā)明提供的相位噪聲檢測方法實現(xiàn)容易，支持的硬件系統(tǒng)簡單，便于普及應用。
文檔編號G01R25/00GK101551419SQ20091008489
公開日2009年10月7日 申請日期2009年5月27日 優(yōu)先權日2009年5月27日
發(fā)明者明 沈 申請人:明 沈