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訪問次數(shù):261更新時(shí)間:2023-04-11 14:21:28
相位噪聲分析測試儀介紹
相位噪聲分析測試儀是一款相位噪聲和阿倫方差同時(shí)測試的高精度噪聲測試儀。采用*的相位測量技術(shù),使用9英寸觸摸屏,4核處理器,4G內(nèi)存,4G獨(dú)顯,60G固態(tài)硬盤和工控鍵盤等,開關(guān)機(jī)只需十秒左右,幾秒以內(nèi)就出現(xiàn)測試結(jié)果,實(shí)現(xiàn)圖形化用戶操作界面。工控鍵盤與觸摸屏均可同時(shí)使用,使用操作簡單,只需按下開始即可在幾秒內(nèi)進(jìn)行測試,不需要熟練的技術(shù)工程師,就可輕易實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)和使用。
關(guān)于相位噪聲的,即相噪(Phasenoise),我們這里提到的相噪不同于振蕩器規(guī)范中的相噪(振蕩器VCO規(guī)范中所規(guī)定的相位噪聲是表示振蕩器頻譜純度的性能參數(shù)),而這里的相噪是指波形相位的隨機(jī)抖動(dòng)的頻域表示,相位(phase)是對(duì)于一個(gè)波,特定的時(shí)刻在它循環(huán)中的位置:一種它是否在波峰、波谷或它們之間的某點(diǎn)的標(biāo)度。
allan 方差(阿倫方差)是David AIlan于1966年提出的,*初該方法是用于分析振蕩器的相位和頻率不穩(wěn)定性,高穩(wěn)定度振蕩器的頻率穩(wěn)定度的時(shí)域表征目前均采用Allan方差。由于陀螺等慣性傳感器本身也具有振蕩器的特征,因此該方法隨后被廣泛應(yīng)用于各種慣性傳感器的隨機(jī)誤差辨識(shí)中。
下面主要對(duì)阿倫方差做一個(gè)詳細(xì)的說明(內(nèi)容來自文庫提供):
Allan方差的基本原理如下:
設(shè)系統(tǒng)采樣周期為τ,連續(xù)采樣N個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn).Y(i),i=1,2,3…N。
對(duì)任意的時(shí)間r=mτ,m=1,2…N/2,由式(1)求該組時(shí)間內(nèi)各點(diǎn)的均值序列Y(K),由式(2)求取差值序列D(K).
Y(K)=1/MK=1,2…N-M+1 (1)
D(K)=Y(K+M)-Y(K)K=1,2…N-2M+1 (2)
普通AlIan方差的定義如式(3)。其中<>表示取均值,σ=1,2,?,Round((N/m)-1)。
(τ)=1/2
Allan方差反映了相鄰兩個(gè)采樣段內(nèi)平均頻率差的起伏。它的**優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)各類噪聲的冪律譜項(xiàng)都是收斂的;此外每組測量N一2,大大縮短了測量的時(shí)間。 交疊式Allan方差由式(4)計(jì)算:
(τ)=1/2
衡量陀螺精度的一個(gè)非常重要的指標(biāo)是陀螺隨機(jī)漂移(drift),又指偏置穩(wěn)定性(bias stabil—ity)以及零偏穩(wěn)定性,不同應(yīng)用場合對(duì)陀螺的漂移精度提出不同的要求。MEMS的隨機(jī)誤差具有慢時(shí)變、非平穩(wěn)的特點(diǎn),因而對(duì)其的辨識(shí)更適合采用Allan方差分析法。然而由于在相同的置信水平之下,交疊式Allan方差分析方法比普通的Allan方差具有更大的置信區(qū)間.
所謂頻率穩(wěn)定度是指任何一臺(tái)頻率源在連續(xù)運(yùn)行之后,在一段時(shí)期中能產(chǎn)生同一頻率的程度,即頻率隨機(jī)起伏的程度。造成頻率起伏的根本原因是噪聲對(duì)信號(hào)相位或頻率調(diào)制的結(jié)果。這種調(diào)相或調(diào)頻所引起的頻率不穩(wěn)定度在時(shí)域表現(xiàn)為頻率隨時(shí)間的起伏,在頻域表現(xiàn)為信號(hào)的頻譜純度。時(shí)域頻率穩(wěn)定度一般用阿倫方差來表征.
頻率穩(wěn)定度*常用的表達(dá)式是阿倫方差(Allan variance),根據(jù)穩(wěn)定度時(shí)間的長短,分為頻率短期穩(wěn)定度,如lms,lOms,lOOms,ls穩(wěn)定度等,中長期穩(wěn)定度,如ls,10s一?,10000s穩(wěn)定度等。頻率短期穩(wěn)定度和中長期穩(wěn)定度雖然它們的定義是一樣的,但反映的卻是信號(hào)穩(wěn)定度方面不同的特性。短期穩(wěn)定度表征了信號(hào)的抖動(dòng)水平(fluctuation),而中長期穩(wěn)定度則代表了信號(hào)頻率隨時(shí)問的漂移程度(drift)。時(shí)域短期頻率穩(wěn)定度在時(shí)測量非常困難,甚至是不可能的,但此時(shí)進(jìn)行頻域測量則比較容易,因此,可以將測量的頻率短期穩(wěn)定度即相位噪聲轉(zhuǎn)換為時(shí)域的阿倫方差實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)域短穩(wěn)的間接測量。相噪理論和統(tǒng)計(jì)學(xué)認(rèn)為,頻域的相位噪聲和時(shí)域的阿倫方差是等效的,如果求得了彼此間的換算關(guān)系,可以進(jìn)一步揭示出各表征量的物理性。
在上面對(duì)阿倫方差的概念詳細(xì)解釋中,我們提到了頻率穩(wěn)定度,而相位噪聲就是頻率域的概念。對(duì)于頻率穩(wěn)定度時(shí)域表征,為什么用阿倫方差不用標(biāo)準(zhǔn)差,通過專業(yè)的文獻(xiàn)分析是因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)差在表征頻率穩(wěn)定度的時(shí)候由于器件有“閃爍噪聲",所以方差不收斂,即隨著測量次數(shù)的增多,方差也逐漸增加,所以無法表征,而阿侖方差是對(duì)描述相鄰的頻率之間的相對(duì)起伏。
這里為大家介紹的相位噪聲分析儀主要對(duì)500kHz-30MHz頻率同時(shí)進(jìn)行相噪和穩(wěn)定度測試,實(shí)時(shí)顯示測量結(jié)果,結(jié)果準(zhǔn)確可靠,不需要附加數(shù)據(jù)處理即阿倫方差計(jì)算等軟件程序。將精確的相噪和阿倫方差測量成本顯著降低,覆蓋幾乎所有常用的頻率源范圍。達(dá)到-140 dBc/Hz@1 Hz,使其成為分析超低相噪頻率源的**選擇。
下面,主要列舉一下相位噪聲分析儀主要技術(shù)指標(biāo),如下所示:
參考和被測信號(hào)
路 數(shù) 1路
物理接口 BNC
頻率范圍 500kHz~30MHz
輸入幅度 -5dBm~+20dBm(推薦+5dBm~+15dBm)
輸入阻抗 50Ω
**直流電壓±5V
頻偏分析范圍 1Hz~100kHz
雜波電平(5MHz)≤-100dBc ( ≤-120dBc(典型值))
阿倫方差( 10MHz@0.5Hz BW):
≤1E-13/1S (5E-14/1s(典型值))
≤5E-15/1000S (1E-15/1000s(典型值))
相位噪聲:
1Hz@,5MHz<-140dBc
(<-145dBc(典型值))
1Hz@,25MHz<-130dBc
(<-135dBc(典型值))
10kHz,@5MHz<-170dBc
(<-175dBc(典型值))
10kHz,@25MHz<-165dBc
(<-165dBc(典型值))
預(yù)熱時(shí)間 不少于30分鐘
環(huán)境特性 工作溫度 15℃~+35℃
相對(duì)濕度 ≤90%(40℃)
存儲(chǔ)溫度 -20℃~+50℃
本款相位噪聲測試儀設(shè)備,內(nèi)裝固態(tài)硬盤,采用閃存作為存儲(chǔ)介質(zhì),讀取速度相對(duì)機(jī)械硬盤更快。固態(tài)硬盤不用磁頭,尋道時(shí)間幾乎為0。持續(xù)寫入的速度非常驚人,固態(tài)硬盤廠商大多會(huì)宣稱自家的固態(tài)硬盤持續(xù)讀寫速度超過了500MB/s!固態(tài)硬盤的快絕不僅僅體現(xiàn)在持續(xù)讀寫上,隨機(jī)讀寫速度快才是固態(tài)硬盤的**奧義,這*直接體現(xiàn)在絕大部分的日常操作中。與之相關(guān)的還有極低的存取時(shí)間,*常見的7200轉(zhuǎn)機(jī)械硬盤的尋道時(shí)間一般為12-14毫秒,而固態(tài)硬盤可以輕易達(dá)到0.1毫秒甚至更低。10s內(nèi)開機(jī),可實(shí)現(xiàn)3-5s關(guān)機(jī)。
并且配有工業(yè)工控鍵盤,工業(yè)鍵盤的使用環(huán)境和PC鍵盤有很大的不同,工業(yè)鍵盤因?yàn)橐m應(yīng)在各種不同的環(huán)境下使用,防護(hù)等級(jí)高,惡劣環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng)。工業(yè)鍵盤帶有電子鎖開關(guān),可防止非法開、關(guān)和非法鍵盤輸入。防護(hù)防水等級(jí)為IP67,外觀設(shè)計(jì)精美的工業(yè)鍵盤全密閉硅膠防水設(shè)計(jì)雙色印刷識(shí)別集成數(shù)字鍵區(qū)可實(shí)現(xiàn)101鍵全功能鍵盤LED背光功能,鍵盤材料:工業(yè)硅橡膠。
工控鍵盤與觸摸屏均可同時(shí)使用,使用操作簡單,實(shí)現(xiàn)了使用的安全便捷,同時(shí)為測量節(jié)省了大量的時(shí)間,只需按下開始即可在幾秒內(nèi)進(jìn)行測試,不需要熟練的技術(shù)工程師,就可輕易實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)和使用。
下面列出相位噪聲,頻率穩(wěn)定的測試圖供參考:
相位噪聲測試圖1
頻率穩(wěn)定度(阿倫方差)測試圖2
頻率穩(wěn)定度(阿倫方差)測試圖3
相位噪聲測試儀主要應(yīng)用于相控雷達(dá)陣、無線電導(dǎo)航系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)等測試,科研院所等對(duì)頻率信號(hào)的質(zhì)量要求較高的場合,或在計(jì)量部門、高精度振蕩器設(shè)備生產(chǎn)廠家或使用者。
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