Фазовый шум. Как выбрать генератор сигналов?

Ранее была опубликована статья о добавлении нужного значения фазового шума. Специально для разработчиков доплеровских РЛС, систем с использованием OFDM или программно-определяемых радиостанций (SDR) рассмотрим вопрос о фазовых шумах генераторов сигналов более подробно.

Схемы генераторов сигналов

Производительность в области фазового шума часто является решающим фактором при определении соответствия генератора сигналов требованиям приложения. Улучшение характеристики фазового шума зависит от внутренней архитектуры, типа гетеродина, наличия внутреннего и внешнего опорного генераторов и влияния дополнительных встроенных функций. Оптимальное решение выбирается с учетом скорости переключения, цены, а также оптимизации влияния малых и больших отстроек от несущей. 

Рассмотрим две самые распространенными схемы генераторов сигналов: с одноконтурной и многоконтурной ФАПЧ. Применение менее сложной одноконтурной ФАПЧ упрощает проектирование и оптимизацию генератора. Но эта недорогая архитектура требует оптимизации, так как при очень хорошем относительном уровне мощности в соседнем канале (ACPR) одноконтурные синтезаторы частот имеют средние характеристики фазового шума.

Генераторы многоконтурной архитектуры сложнее и дороже. В число дополнительных элементов этих генераторов входят контур точной настройки, контур отстройки или ступенчатого изменения частоты и контур суммирования, каждый из которых снижает уровни паразитных сигналов и значительно улучшает характеристику фазового шума (рис. 1). При наличии определенных органов управления, доступных для пользователя, гибкость регулировки многоконтурного синтезатора частот увеличивается, что облегчает оптимизацию характеристики фазового шума с учетом требований конкретного приложения.

Рис. 1. Трехконтурная архитектура, используемая в генераторах Keysight PSG и MXG, позволяет значительно улучшить характеристику фазового шума.

На рис. 2 показаны зависимости фазового шума от частоты отстройки, полученные для трех генераторов сигналов Keysight серии X: EXG, стандартного MXG и MXG с опцией снижения фазового шума UNY. На рисунке видны четкие различия характеристик для одноконтурного генератора серии EXG и многоконтурного генератора серии MXG с опцией снижения фазового шума или без нее.

Рис. 2. Одноконтурный генератор EXG подходит для многих приложений, а многоконтурный генератор MXG можно эффективно использовать для более точных измерений.

При отстройке 10 кГц MXG с опцией снижения фазового шума способен формировать сигнал с уровнем фазового шума менее -140 дБн/Гц, что является превосходным значением.

Помимо уровня фазового шума при оценке возможности использования генератора сигналов следует обратить особое внимание на паразитные сигналы, гармоники, широкополосный шум и амплитудный шум.

Подробное русскоязычное руководство по применение о выборе генератора сигналов с учетом фазового шума Вы можете скачать на нашем сайте. Сравнение основных технических характеристик и функций генераторов сигналов Keysight Technologies доступно по ссылке

http://www.keysight.com/ru/pc-1000000524%3Aepsg%3Apgr/signal-generator-signal-source?pm=SC&nid=-536902260.0&cc=RU&lc=rus