信号源基础知识及安捷伦产品

信号源基础知识及产品介绍倪勇桥电子测试测量事业部应用工程师2012.10December28,2012ConfidentialityLabel1内容概要信号源基础-电子系统所需的测试信号-连续波（CW）信号-模拟调制与数字调制Agilent信号源家族&竞争分析December28,2012ConfidentialityLabel23信号源基础——电子系统所需要的测试信号Processing/Compression/ErrorCorrEncodeSymbolsA/DModIIQQIFRFAGCDemodQIIQDecodeBitsAdaption/Process/DecompressD/AIFRFRFIFIQRF+衰落+AWGN+……RF+衰落+AWGN+……December28,2012ConfidentialityLabel3CW基带数字信号December28,2012ConfidentialityLabel4信号源基础——电子系统所需要的测试信号连续波(CW)信号步进扫描阶梯扫描斜率扫描调制信号模拟调制数字调制脉冲调制失真信号衰落信号AWGN相位噪声基带信号数字基带信号基带IQ信号内容概要信号源基础-电子系统所需的测试信号-连续波（CW）信号-模拟调制与数字调制Agilent信号源家族&竞争分析December28,2012ConfidentialityLabel5December28,2012ConfidentialityLabel6信号源基础--连续波（CW）信号信号源基础-电子系统所需的测试信号-连续波（CW）信号连续波信号的分类连续波信号的技术指标连续波信号的产生——频率合成技术连续波信号的应用扫描信号的特征及应用-模拟调制与数字调制Agilent信号源&竞争分析信号源基础--连续波（CW）信号))(cos()2cos()(0tAftAtfVoltage时间Time时域波形Voltage频率Frequency频谱表示幅度和相位决定一个连续波信号December28,2012ConfidentialityLabel8300GHzRFMicrowaveMillimeter20-30GHz3-6GHz•信号的频段划分信号源基础--连续波（CW）信号的分类December28,2012ConfidentialityLabel9信号源基础--连续波（CW）信号信号源基础-电子系统所需的测试信号-连续波（CW）信号连续波信号的分类连续波信号的技术指标连续波信号的产生——频率合成技术连续波信号的应用扫描信号的特征及应用-模拟调制与数字调制Agilent信号源&竞争分析幅度指标DUTSourceprotectedfromaccidentaltransmissionfromDUT功率范围(-144dBmto+24dBm)幅度精度(+/-0.6dB)幅度分辨率(0.01dB)开关速度(500us)反向功率保护2W信号源基础--连续波（CW）信号的技术指标N5182BVoltageFrequency信号幅度精度最小输出功率最大输出功率December28,2012ConfidentialityLabel10信号源基础--连续波（CW）信号的技术指标.VoltageFrequencyUncertainty频率范围:9KHz~6GHz频率分辨率:0.01Hz频率精度:0.1ppm/year频率变化速度:900usExampleAccuracy==CWfrequency=1GHz=agingrate=0.1ppm/year=timesincelastcalibrated=1year+_fCWagingcal**fCWagingcalAccuracy=100Hz+_频率指标N5182BDecember28,2012ConfidentialityLabel11Page1信号源基础--连续波（CW）信号的技术指标理想CW信号WhereA=nominalamplitudeof=nominalfrequencyo424V(t)V(t)=Asin2ftoooV(t)=[A+E(t)]sin[2ft+(t)]o真实CW信号WhereE(t)=randomamplitudefluctuations(t)=randomphasefluctuations424V(t)E(t)(t)信号源基础--连续波（CW）信号的技术指标杂波~65dBc谐波~30dBc载波（Carrier)相位噪声phasenoise0.5fofo2fo3fo次谐波sub-harmonics频率幅度剩余调频频谱纯度杂散次谐波谐波杂波噪声相位噪声剩余调频相位抖动December28,2012ConfidentialityLabel13信号源基础--连续波（CW）信号的技术指标CWoutputfrequencymeasuredasdBc/Hz1k10k100kAMarker10000Hz87dBc/HzLogMag5dBc/div-87dBc/Hz@10Hzoffset-93dBc/Hz@100Hzoffset-123dBc/Hz@1KHzoffset-141dBc/Hz@10kHzoffset相位噪声指标的定义N5182BDecember28,2012ConfidentialityLabel14信号源基础--连续波（CW）信号的技术指标相位噪声和相位抖动的关系ABS()radHz2[degrees]S(f)ABPhaseJitter=3602[rad]S(f)ABPhaseJitter==[dB]Relativeto1radrmsDecember28,2012ConfidentialityLabel15信号源基础--连续波（CW）信号的技术指标相位噪声和寄生调频(ResidualFM)的关系ABS()radHz2ResidualFM=Totalrmsfrequencydeviationwithinaspecifiedbandwidth[Hz]fS(f)df2ABResidualFM==S(f)dfABDecember28,2012ConfidentialityLabel16December28,2012ConfidentialityLabel17信号源基础--连续波（CW）信号信号源基础-电子系统所需的测试信号-连续波（CW）信号连续波信号的分类连续波信号的技术指标连续波信号的产生——频率合成技术连续波信号的应用扫描信号的特征及应用-模拟调制与数字调制Agilent信号源&竞争分析December28,2012ConfidentialityLabel18信号源基础--连续波（CW）信号的产生直接频率合成间接频率合成复合频率合成直接数字频率合成整数分频小数分频信号源基础--连续波（CW）信号的产生1MHz晶振×2×2×5÷2×320.0MHz21.5MHz22.0MHz23.5MHz24.0MHz25.5MHz1.5MHz2MHz2MHz4MHz1.5MHz–一个参考频率经过倍频、分频、混频–6个输出频率可以同时输出，最小频率间隔0.5MHz–输出信号的频率稳定度较高–输出信号的频率无法调整直接频率合成分频-混频-倍频式合成器December28,2012ConfidentialityLabel19信号源基础--连续波（CW）信号的产生VCOPhaseDetectorNfromreferencesectiontooutputsectionX2multiplierFrontpanelcontrol5MHz500MHzN=1001000MHz5MHzf1f2LoopfilterfoutrefoutfNfreffresolutionNfrefoutfff21间接频率合成(整数分频)December28,2012ConfidentialityLabel20信号源基础--连续波（CW）信号的产生参考源噪声PLL输出噪声VCO噪声参考源，鉴相器噪声白噪声20logNPLL环路带宽frequencyPLL对参考信号和鉴相器噪声呈低通特性对VCO噪声呈高通特性December28,2012ConfidentialityLabel211(A+(A+1AF的次数的次数)的次数)信号源基础--连续波（CW）信号的产生间接频率合成(小数分频)December28,2012ConfidentialityLabel22m分频比N分频比的整数部分F分频比的小数部分A计数器的值如m=1999.9A=1999F=0.9F=9/（1+9）控制电路输出分辨率并不一定等于参考频率信号源基础--连续波（CW）信号的产生ROMDACLPFClocksignaloutput))(cos()2cos()(0tAftAtfttttPhaseinformationMagnitudeinformationwaveformNbitPhaseaccumulatorphaseamp直接数字合成(DDS)December28,2012ConfidentialityLabel23捷变频系统December28,2012ConfidentialityLabel24信号源基础--连续波（CW）信号的产生输出频率由于处理器速度有限，输出频率不会非常高幅度截断误差DAC的精度造成的输出电压与实际电压不相等相位截断误差采样周期不是信号周期的整数倍，在每个周期结束和下一周期的开始之间相位不连续DAC本身输入的信号不同步会造成尖峰的产生产生杂散信号源基础--连续波（CW）信号的产生频率合成方法关键技术优点缺点主要应用直接频率合成振荡器（晶体振荡器；介质振荡器等）频率稳定度高输出频率固定参考源单频系统频率捷变系统间接频率合成锁相环输出频率范围宽高频率分辨率频率稳定度好灵活分辨率指标和相位噪声指标折衷频率切换速度有限电子系统本振直接数字频率合成数字电路技术；DAC很高的频率分辨率频率捷变复杂波形合成输出频率范围有限频谱杂散指标频率捷变系统December28,2012ConfidentialityLabel25信号源基础--连续波（CW）信号的产生信号源的功率控制自动电平控制(ALC)–保证输出功率稳定输出衰减器–机械或电子实现–扩展输出功率范围ALCModulatorALCDriverALCDetectorOutputAttenuatorfromsynthesizersectionsourceoutputALC=automaticlevelcontrolDecember28,2012ConfidentialityLabel26信号源基础--连续波（CW）信号的产生2012年12月28日信号源组成框图ReferenceOscillatorVCOPhaseDetectorFrac/NdividebyXALCModulatorALCDriverALCDetectorOutputAttenuatorALC=automaticlevelcontrol参考源频率合成部分功率控制部分December28,2012ConfidentialityLabel27信号源基础--连续波（CW）信号的产生ALCDetectorALCModulatorALCDriverOutputAttenuatorSamplerReferenceSectionSynthesizerSectionOutputSectionRefOscVCOPhaseDetFracNbyXPhaseDetectorFrac-NPhaseDetectorTuningCoilsYIGOscillator多环/小数分频技术（微波信号源框图）解决参考频率与相位噪声指标间矛盾December28,2012ConfidentialityLabel28December28,2012ConfidentialityLabel29信号源基础-