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频率稳定度

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  • 发布时间:2013/9/23 11:10:55
  • 作者:银河电气

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:

频率稳定度

 

  作者:量值溯源

  单位:湖南银河电气有限公司(www.vfe.cc


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