頻率穩定度
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- 發布時間:2013/9/23 11:10:55
- 作者:量值溯源
一、簡介
微波通信對
頻率穩定度的要求取決于所采用的通信制式以及對通信質量的要求。發信機的工作頻率的穩定度取決于發信本振源的頻率穩定度。數字微波通信系統多采用 PSK調制方式,若發信機工作頻率不穩,有漂移,將使解調的有效信號幅度下降,誤碼率增加。一般頻率穩定度可以取 1×10-5~2×10-5左右。較好的介質穩頻振蕩器可達到1×10-5~2×10-5左右。當對頻率穩定度有嚴格要求時,例如,要求1×10-6~5×10-6時,則必須采用石英晶體控制的分頻鎖相或脈沖鎖相振蕩源。
收信設備頻率穩定度應和發信設備具有相同的指標,通常為1×10-5~2×10-5,高性能發信機可達1×10-6~5×10-6。收信本振和發信本振常采用同一方案,用兩個相互獨立的振蕩器,在有些中繼設備里,收信本振功率是發信本振功率取出一部分進行移頻得到的,收信與發信本振頻率間隔約300MHz左右。這種方案的好處是收信與發信本振頻率必是同方向漂移,因此用于中頻轉接站時,可以適當降低對振蕩器頻率穩定度的要求。
頻率穩定度標識了數傳電臺工作頻率的穩定程度。單位為ppm(part per million百萬分比)。通常數傳電臺的頻率穩定度應在:±1.5ppm左右。
二、定義
頻率穩定度發信機的每個波道都有一個標稱的射頻中心工作頻率,用f0表示。工作頻率的穩定度取決于發信本振源的頻率穩定度。設實際工作頻率與標稱工作頻率的最大偏差值為Δf,則頻率穩定度的定義為:
頻率穩定度K=Δf/f0。
三、測量原理
以f1和f2分別表示一個標頻信號和一個被測頻率信號,設它們的標稱值均為Nns,讓其進行比相。由于它們之間的頻率差別和所有的各種噪聲的影響,使代表各自相位關系的兩鑒相脈沖之間的時間差變化在0~Nns的范圍,并且以Nns為一個鑒相周期。若當兩鑒相脈沖之間的時間間隔在0或Nns附近時,就會使鑒相雙穩態的鑒相工作不正常。為了避免出現這種情況,又反映相位差值的變化,則自然會聯想到按某種規律的間隔脈沖的鑒相方法。為控制方便并兼顧避開兩比相脈沖的間隔接近0ns和Nns兩種情況,比相時,一路鑒相信號的重復周期為Nns,另一路信號的重復周期應大于或等于3倍的Nns,并且標稱值是Nns的整數倍。通過適當的門電路,讓T1和T2參加鑒相的脈沖之間的時間間隔為Nns~2Nns或2Nns~3Nns。這樣,兩比相信號每隔4Nns的時間分別對鑒相雙穩態觸發一次,但鑒相的重復周期仍為Nns。鑒相雙穩態輸出電壓經濾波器輸出方波Vf變化的情況,反映了兩比相信號間相位差隨時間的變化。T1的每個脈沖均參加鑒相;T2由于門電路的控制作用,每連續的四個脈沖中只有一個參加鑒相。但不是固定的分頻鑒相,而是選擇了與T1鑒相脈沖有一定時間間隔的Nns一段中的時間范圍內的脈沖來實現。
四、測量
可以通過數據采集板卡利用LabView軟件對表示被測頻率穩定度的方波信號Vf進行采集,也可選擇AnyWay變頻功率測試系統進行頻率穩定度的測量,通過WP4000變頻功率分析儀界面,用戶可以方便的查看當前信號的頻率穩定度,便用用戶對信號進行分析與問題判定,顯示界面如下所示: