频率稳定度
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- 发布时间:2013/9/23 11:10:55
- 作者:量值溯源
一、简介
微波通信对
频率稳定度的要求取决于所采用的通信制式以及对通信质量的要求。发信机的工作频率的稳定度取决于发信本振源的频率稳定度。数字微波通信系统多采用 PSK调制方式,若发信机工作频率不稳,有漂移,将使解调的有效信号幅度下降,误码率增加。一般频率稳定度可以取 1×10-5~2×10-5左右。较好的介质稳频振荡器可达到1×10-5~2×10-5左右。当对频率稳定度有严格要求时,例如,要求1×10-6~5×10-6时,则必须采用石英晶体控制的分频锁相或脉冲锁相振荡源。
收信设备频率稳定度应和发信设备具有相同的指标,通常为1×10-5~2×10-5,高性能发信机可达1×10-6~5×10-6。收信本振和发信本振常采用同一方案,用两个相互独立的振荡器,在有些中继设备里,收信本振功率是发信本振功率取出一部分进行移频得到的,收信与发信本振频率间隔约300MHz左右。这种方案的好处是收信与发信本振频率必是同方向漂移,因此用于中频转接站时,可以适当降低对振荡器频率稳定度的要求。
频率稳定度标识了数传电台工作频率的稳定程度。单位为ppm(part per million百万分比)。通常数传电台的频率稳定度应在:±1.5ppm左右。
二、定义
频率稳定度发信机的每个波道都有一个标称的射频中心工作频率,用f0表示。工作频率的稳定度取决于发信本振源的频率稳定度。设实际工作频率与标称工作频率的最大偏差值为Δf,则频率稳定度的定义为:
频率稳定度K=Δf/f0。
三、测量原理
以f1和f2分别表示一个标频信号和一个被测频率信号,设它们的标称值均为Nns,让其进行比相。由于它们之间的频率差别和所有的各种噪声的影响,使代表各自相位关系的两鉴相脉冲之间的时间差变化在0~Nns的范围,并且以Nns为一个鉴相周期。若当两鉴相脉冲之间的时间间隔在0或Nns附近时,就会使鉴相双稳态的鉴相工作不正常。为了避免出现这种情况,又反映相位差值的变化,则自然会联想到按某种规律的间隔脉冲的鉴相方法。为控制方便并兼顾避开两比相脉冲的间隔接近0ns和Nns两种情况,比相时,一路鉴相信号的重复周期为Nns,另一路信号的重复周期应大于或等于3倍的Nns,并且标称值是Nns的整数倍。通过适当的门电路,让T1和T2参加鉴相的脉冲之间的时间间隔为Nns~2Nns或2Nns~3Nns。这样,两比相信号每隔4Nns的时间分别对鉴相双稳态触发一次,但鉴相的重复周期仍为Nns。鉴相双稳态输出电压经滤波器输出方波Vf变化的情况,反映了两比相信号间相位差随时间的变化。T1的每个脉冲均参加鉴相;T2由于门电路的控制作用,每连续的四个脉冲中只有一个参加鉴相。但不是固定的分频鉴相,而是选择了与T1鉴相脉冲有一定时间间隔的Nns一段中的时间范围内的脉冲来实现。
四、测量
可以通过数据采集板卡利用LabView软件对表示被测频率稳定度的方波信号Vf进行采集,也可选择AnyWay变频功率测试系统进行频率稳定度的测量,通过WP4000变频功率分析仪界面,用户可以方便的查看当前信号的频率稳定度,便用用户对信号进行分析与问题判定,显示界面如下所示: