Современная электроника №6/2020

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 50 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2020 вкладомфазовогошума в тепловойшум, т.е. для рассматриваемого примера это –157 дБн/Гц. Повышение мощности сиг- нала позволяет измерить фазовыйшум до более низкого уровня. Таким обра- зом, десенсибилизация импульса сни- жает чувствительность измеренияфазо- вогошума. Измерения для импульсно- модулированной несущей на анализаторе R&S FSWP Приведённое описание десенсибили- зации импульса необходимо для пояс- нения важного различия между анали- затором R&S FSWP и классическими системами измерения фазового шума. После цифровой обработки, пояснён- ной блок-схемой на рисунке 12, отсчё- ты импульсного сигнала поступают в программное обеспечение анализато- ра R&S FSWP, в котором используются специальные алгоритмы обнаружения импульса для установки маркеров нача- ла и конца каждого импульса. Маркеры импульсов используются блоком обнаружения импульсов, пока- занным на рисунке 12, для автомати- ческого определения длительности и периода повторения импульсного модулирующего сигнала. Длительность импульса используется для установки параметров стробирования по импуль- су, такимобразом, анализатор R&S FSWP обрабатывает информацию о фазо- вом шуме только во время появления импульса. Так как для измерения фазо- вогошума вблизи несущей необходимо очень высокое разрешение по частоте, анализатор должен использовать дли- тельное время записи (во много раз больше, чемпериод повторения импуль- сов) для обработки сигнала. Используя стробирование пофронту, он выполня- ет точное стробирование во времени и вычисляет коэффициент заполнения на основе длительности строба и пери- ода сигнала. Так как блокшумоподавле- ния полностью обнуляет сигнал между импульсами, компенсируется половина потерь из-за десенсибилизации импуль- са. Кроме того, зная коэффициент запол- нения импульсного сигнала, схема циф- ровой обработки сигналов анализатора R&S FSWP может использовать усиле- ние для компенсации оставшейся части потерь из-за десенсибилизации импуль- са. Для получения оптимальной произ- водительности измерений фазового шума импульсной несущей необходимо использовать запуск по фронту (Edge), как это показано на рисунке 14. На этом рисунке показан экран конфигурации измерения импульсных сигналов на ана- лизаторе R&S FSWP. В данном меню (см. рис. 14) можно включить автоматическое или ручное обнаружение импульсов. По умолчанию используется автоматический режим. В этом режиме анализатор автоматиче- ски обнаруживает импульсыи центри- рует временно ′ й строб в пределах 75% центральной части импульса. Времен- ное стробирование можно отключить с помощью переключателей Gate Type или переключить в режим запуска по уровню (Level), в которомможно задать требуемый уровень стробирования. Наконец, в режиме ручного обнаруже- ния импульсов можно задать задержку и длительность строба для измерения на конкретном участке импульса. На гра- фике в верхней части меню задержка строба отображается синим маркером (линией) в нижней левой части импуль- са и помечена как GD. Область GL ото- бражает время, в течение которого сра- батывает строб, и анализатор R&S FSWP проводит измерения фазового шума. Для измерения фазового шума обыч- но необходимо использовать сотни импульсов. Отсюда можно сделать вывод, что предпочтительнее исполь- зовать сигналы с постоянной часто- той повторения импульсов. Опытные пользователи могут, при желании, вруч- ную изменить задержку и длительность строба для измерения фазового шума в конкретной области импульса. Но если строб выйдет за пределы импульса, к результатам измерения будет добав- лен дополнительный шум, что ограни- чит технические характеристики ана- лизатора. Ещё один важный аспект – это тре- буемая для измерения фазового шума минимальная длительность импуль- са. Как следует из схемы (см. рис. 11), после квадратурного смесителя распо- ложены четыре аналогово-цифровых преобразователя с частотой дискрети- зации 100 млн отсчётов/с. Для измере- ния фазового шума с помощью анали- затора FSWP необходимо по крайней мере десять отсчётов на импульс; таким образом, минимальная длительность импульса составляет 100 нс. Большинство систем измерения фазового шума на основе ФАПЧ обла- дают достаточно серьёзными ограниче- ниями на минимальный коэффициент заполнения из-за десенсибилизации импульса. Анализатор R&S FSWP не настолько чувствителен к минимально- му коэффициенту заполнения и оста- ётся способным выполнять точные измерения с коэффициентом запол- нения менее 1%. На рисунке 12 синим прямоуголь- ником выделен блок обработки сиг- налов, предназначенный для измере- ния импульсных несущих. На основе маркеров начала и конца импульсов, полученных в программном обеспе- чении, детектор импульсов формиру- ет стробы для блока шумоподавления. Блок шумоподавления обнуляет сигнал за пределами длительности импульса, что позволяет полностью устранить весь широкополосный шум между импульсами, тем самым расширив динамический диапазон измерений. Далее следует блок IQ/LP. Это цифро- вой ФНЧ, вычисляемый на программи- руемой логической интегральной схе- ме (ПЛИС), для подавления частотных составляющих, лежащих за пределами F/2, которые не содержат уникальной информации о фазовом шуме. Такой подход обеспечивает преимущество анализатора R&S FSWP по сравнению с большинством систем измерения фазового шума, в которых пользова- тель должен сам определить значение Рис. 14. Меню конфигурации Pulse config анализатора R&S FSWP