專利名稱：超寬帶調(diào)頻噪聲測聲儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本新型涉及一種用于測量信號調(diào)頻噪聲的超寬帶調(diào)頻噪聲測量儀器。
目前對相位噪聲的測量(調(diào)頻噪聲與相位噪聲之間僅有簡單的偏置頻平方(f2)的關(guān)系)大多采用雙信號源法，這時，除被測信號源外，還需要高一個數(shù)量級式同樣噪聲譜的信號源，并要進行鎖相，實際設(shè)備復雜，要求高。也有用單信號源法，這時在微波頻率高端用腔體鑒頻器但這屬于窄帶系統(tǒng)，微波頻率低端一般5GHZ以下可用延遲線鑒頻器，這從原理上解決了實現(xiàn)寬帶測量的方法，但制作實際的測量儀器時，總有一些窄帶器件的限制，而且測量定標問題亦不能很好解決，無法構(gòu)成實用的測量儀器，如美國專利US－4，002，969“具有低噪聲檢測的最佳長度傳輸線鑒頻器”US－4，002，970“最佳門限傳輸線鑒頻器”、US－4，002，971“寬工作頻率范圍傳輸線鑒頻器”、1EEE MTT－S國際微波會議文摘1987年阮錦屏題為“對調(diào)頻噪聲測量延遲線鑒頻器的穩(wěn)態(tài)準穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)分析”的文章等，以上都只是在理論上解決實現(xiàn)寬帶調(diào)頻噪聲的測量方法問題，但都未解決或提出實用儀器的制作問題。
本發(fā)明的任務是提供一種超寬帶調(diào)頻噪聲測量儀，并能給出測量定標曲線，使其真正能在超寬帶范圍應用制作成為一個通用型調(diào)頻噪聲測量儀，它能對一般振蕩器、壓控振蕩器及系統(tǒng)的調(diào)頻噪聲(相位噪聲)作監(jiān)視、調(diào)線及測量用，而且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，制作調(diào)線方便。
本新型的任務是以如下方式完成的它由兩個可變衰減器ATT1、ATT2，兩個電動開關(guān)K1、K2，三個檢波器D1、D2、D3，三個提指示表頭M1、M2、M3，平衡混頻器型鑒相器PD，延遲線DL，負載LD，低噪放大器LNA，不接地電源DV，直流電源C，指數(shù)線型方向耦合器DC，高介電常數(shù)介質(zhì)移相器PS組成。被測信號由輸入端口in輸入至可變衰減器ATT1，可變衰減器ATT1輸出端與指數(shù)線型方向耦合器DC的輸入端X連接，指數(shù)線型方向耦合器DC有三個輸出端，其中輸出端Y與可變衰減器ATT2輸入端連接，輸出端Z與負載LD連接，輸出端W與延遲線DL輸入端連接，延遲線DL輸出端與電動開關(guān)K1輸入端連接，電動開關(guān)K1分二路輸出，一路輸出與檢波器D1、指示表頭M1串接，作信號通路電平指示，輸出大小由可變衰減器ATT1調(diào)節(jié)，另一路輸出與平衡混頻器型鑒相器PD一輸入端連接，電動開關(guān)K1還和不接地電源DV的接線端a、b連接?？勺兯p器ATT2的輸出端與高介電常數(shù)介質(zhì)移相器PS、輸入端P連接，其輸出端Q與電動開關(guān)K2輸入端連接，電動開關(guān)K2分二路輸出，一路輸出與檢波器D2、指示表頭M2串接，作參考通路電平指示，輸出大小由可變衰減器ATT2調(diào)節(jié)，另一路輸出與平衡混頻器型鑒相器PD另一輸入端連接，電動開關(guān)K2還和不接地電源DV的接線端a、b連接。平衡混頻器型鑒相器PD分二路輸出，一路輸出與檢波器D3、指示表頭M3串接，作平衡混頻器型鑒相器PD二輸入信號正交程度的指示，調(diào)整高介電常數(shù)介質(zhì)移相器PS使指示表頭M3的指示為中心零刻度(因M3為中心零刻度表)，即為正交，當調(diào)到正交時，平衡混頻器才能作鑒相器，另一路輸出與低噪聲放大器LNA輸入端連接，低噪聲放大器LNA輸出端與輸出端口out連接，直流電源C與低噪聲放大器LNA連接。
本新型的指數(shù)線型方向耦合器DC由二塊指數(shù)線圖形的介質(zhì)敷銅板相對組合而成，高介電常數(shù)介質(zhì)移相器PS用改變高介電常數(shù)的介質(zhì)片PS－2插入與內(nèi)導體PS－4的相對深度來調(diào)節(jié)相位大小。同時當調(diào)整到平衡混頻器型鑒相器PD的二輸入信號功率相等為一定值時，用作曲線法給出測量定標曲線。
本新型相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點從工藝技術(shù)上實現(xiàn)了超寬帶調(diào)頻噪聲測量儀的制作，并能給出測量定標曲線，使其真正能在超寬帶范圍應用，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，制作調(diào)試方便，對一般的振蕩器、壓控振蕩器及系統(tǒng)的調(diào)頻噪聲監(jiān)視、調(diào)試、測量提供了極大的方便。
以下結(jié)合附圖對新型作進一步詳細描述

圖1是本新型的原理方塊圖；圖2是本新型定標曲線測量原理方塊圖；圖3是本新型指數(shù)線型方向耦合器一種實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本新型高介電常數(shù)介質(zhì)移相器一種實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
參照附圖圖1、圖2、圖3、圖4，本新型由兩個可變衰減器ATT1、ATT2，兩個電動開關(guān)K1、K2，三個檢波器D1、D2、D3，三個指示表頭M1、M2、M3，平衡混頻器型鑒相器PD，延遲線DL，負載LD，低噪聲放大器LNA，不接地電源DV，直流電源C，指數(shù)線型方向耦合器DC，高介電常數(shù)介質(zhì)移相器PS組成。被測信號由輸入端口in輸入至可變衰減器ATT1，調(diào)節(jié)被測輸入信號電平大小，可變衰減器ATT1輸出端與指數(shù)線型方向耦合器DC的輸入端連接，指數(shù)線型方向耦合器DC有三個輸出端，其中輸出端Y與可變衰減器ATT2輸入端連接，輸出端Z與負載LD連接，輸出端W與延遲線DL輸入端連接，可變衰減器ATT2輸出端與高介電常數(shù)介質(zhì)移相器PS輸入端P連接，可變衰減器ATT2用來調(diào)節(jié)參考通路電平的大小，在實施例中可變衰減器ATT1ATT2采用市場購買的SHK－3型器件。指數(shù)線型方向耦合器DC是由二塊有指數(shù)線圖形的介至敷銅板相對組合而成，敷銅板上指數(shù)線的圖形為DC－1DC－2，采用印刷電路板的加工方法加工而成，相對組合成的二塊敷銅板為DC－3，輸入輸出端口分別為X、Y、W、Z，負載LD采用市場購買的TT22M1型負載器件。
延遲線DL輸出端與電動開關(guān)K1輸入端連接，電動開關(guān)K1分二路輸出，一路輸出與檢波器D1、指示表頭M1串接，作為信號通路指示，另一路輸出與平衡混頻器型鑒相器PD一輸入端連接，電動開關(guān)K1還和不接地電源DV的接線端a、b連接，不接地電源DV用來改變電動開關(guān)K1、K2在測試中的工作狀態(tài)，使其處于調(diào)整或測試狀態(tài)。延遲線DL實施例中采用聚四氟乙烯低損耗電纜，型號規(guī)格為SUJ－50－7－5型，電動開關(guān)K1、K2采用市場購買的GH101型同軸射頻開關(guān)。
高介電常數(shù)介質(zhì)移相器PS輸出端Q與電動開關(guān)K2輸入端連接，電動開關(guān)K2分二路輸出，一路輸出與檢波器D2、指示表頭M2串接，作為參考通路電平大小的指示，另一路輸出與平衡混頻器型鑒相器PD的另一輸入端連接，電動開關(guān)K2還和不接地電源DV的接線端a、b連接。高介電常數(shù)介質(zhì)移相器PS由輸入端P、輸出端Q、內(nèi)導體PS－4、外殼PS－1、調(diào)節(jié)螺桿PS－3、以及和調(diào)節(jié)螺桿PS－3連接在一起的高介電常數(shù)的介質(zhì)片PS－2組成，高介電常數(shù)的介質(zhì)片PS－2實際上包括前后完全相同的二片組成，用改變高介電常數(shù)的介質(zhì)片PS－2插入與內(nèi)導體PS－4的相對深度來調(diào)節(jié)相位大小，改變參考通路輸入信號的相移，使參考通路的信號相位與信號通路的信號相位差90°，送入平衡混頻器型鑒相器PD作正交鑒相，只有兩輸入信號調(diào)整到正交時，平衡混頻器才能作鑒相器。
平衡混頻器型鑒相器PD分二路輸出，一路輸出與檢波器D3、指示表頭M3串接，作兩輸入信號正交程度的指示，指示表頭M3中心刻度為零，當指示零即為正交，調(diào)節(jié)高介電常數(shù)介質(zhì)移相器PS，可調(diào)節(jié)兩輸入信號的正交程度，即為正交調(diào)整，另一路輸出連接低噪聲放大器LNA輸入端。實施例中平衡混頻器型鑒相器PD采用市場購買的WHB－05型規(guī)格的器件，三個檢波器D1D2D3采用市場購買的TJ803型規(guī)格的器件，三個指示表頭M1、M2、M3采用市場購買的85C1型直流表頭。
低噪聲放大器LNA輸出端連接輸出端口out，作調(diào)頻噪聲測量輸出，低噪聲放大器LNA采用三只3C×5B的晶體管用三管并聯(lián)方案組裝而成，直流電源C與低噪聲放大器LNA連接，實施例中不接地電源輸出為正負12伏電壓，直流電源C輸出為正12伏電壓，均為通用電源。
本新型當用調(diào)整到平衡混頻器型鑒相器PD的二輸入信號功率相等為一定值時，用作曲線法給出測量定標曲線，測試時超寬帶調(diào)頻噪聲測量儀A必須外接調(diào)制信號源MS、工作頻率信號發(fā)生器SG、頻偏計FDM和低頻譜分析儀SA，按附圖2連接好線路，低頻調(diào)制信號源MS的輸出信號對工作頻率信號發(fā)生器SG的信號進行調(diào)頻，工作頻率信號發(fā)生器SG輸出一個調(diào)頻后的信號，輸入超寬帶調(diào)頻噪聲測量儀A的輸入端in，用調(diào)整調(diào)制信號源MS輸出幅度改變頻偏大小，由頻偏計FDM作頻偏的測量，調(diào)節(jié)超寬帶調(diào)頻噪聲測量儀A中的可變衰減器ATT1ATT2，使輸入到平衡混頻器型鑒相器PD信號通路和參考通路的輸入功率為一定值，實施例中用1.2毫瓦，分別由指示表頭M1M2指示，由高介電常數(shù)介質(zhì)移相器PS調(diào)節(jié)正交，由表頭M3指示，這時用低頻頻譜分析儀SA即能測出相應調(diào)制頻率及調(diào)頻頻偏的測量儀的輸出電壓，改變低頻調(diào)制信號源MS輸出電平，使頻偏計FDM頻偏讀數(shù)分別固定為1KH210KHZ等，各自改變低頻調(diào)制信號源MS為不同調(diào)制頻率，讀出低頻頻譜分析儀SA對應后輸出電壓，對不同頻偏作出該輸出電壓對調(diào)制頻率的曲線即為超寬帶調(diào)頻噪聲測量儀A的測量定標曲線。實施例中該超寬帶調(diào)頻噪聲測量儀可工作在1GH2－6GHZ頻率范圍。
本新型結(jié)構(gòu)按裝在一個長400毫米、寬500毫米、高300毫米的標準機箱里，面板上按裝被測信號輸入端口in，輸出端口out，信號通路電平指示表頭M1，參考通路電平指示表頭M2，平衡混頻器型鑒相器PD的正交鑒相指示表頭M3，可變衰減器ATT1調(diào)節(jié)旋鈕，可變衰減器ATT2調(diào)節(jié)旋鈕，以及高介電常數(shù)介質(zhì)移相器PS的調(diào)節(jié)旋鈕，在面板上還按裝不接地電源DV的工作控制開關(guān)，本新型的各部件按附圖1連接好線路后按裝在機箱里。
權(quán)利要求1.超寬帶調(diào)頻噪聲測量儀有兩個可變衰減器ATT1、ATT2、兩個電動開關(guān)K1、K2，三個檢波器D1、D2、D3，三個指示表頭M1、M2、M3，平衡混頻器型鑒相器PD，延遲線DL，負載LD，低噪聲放大器LNA，不接地電源DV，直流電源C組成，其特征在于由指數(shù)線型方向耦合器DC和高介電常數(shù)介質(zhì)移相器PS組成，其中可變衰減器ATT1輸出端與指數(shù)線型方向耦合器DC的輸入端X連接，指數(shù)線型方向耦合器DC有三個輸出端，輸出端Y與可變衰減器ATT2輸入端連接，輸出端Z與負載LD連接，輸出端W與延遲線DL輸入端連接，延遲線DL輸出端與電動開關(guān)K1輸入端連接，電動開關(guān)K1分二路輸出，一路輸出與檢波器D1、指示表頭M1串接，另一路輸出與平衡混頻器型鑒相器PD輸入端連接，電動開關(guān)K1還和不接地電源DV的接線端a、b連接，可變衰減器ATT2的輸出端與高介電常數(shù)介質(zhì)移相器PS輸入端P連接，其輸出端Q與電動開關(guān)K2輸入端連接，電動開關(guān)K2分二路輸出，一路輸出與檢波器D2，指示表頭M2串接，另一路輸出與平衡混頻器鑒相器PD另一輸入端連接，電動開關(guān)K2還和不接地電源DV的接線端a、b連接接平衡混頻器型鑒相器PD分二路輸出，一路輸出與檢波器D3指示表頭M3串接，另一路輸出與低噪聲放大器LNA輸入端連接，低噪聲放大器LNA輸出端連接輸出端口out，直流電源C與低噪聲放大器LNA連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超寬帶調(diào)頻噪聲測量儀，其特征在于指數(shù)線型方向耦合器DC由二塊指數(shù)線圖形的介質(zhì)敷銅板相對組合而成，高介電常數(shù)介質(zhì)移相器PS用改變高介電常數(shù)的介質(zhì)片PS－2插入與內(nèi)導體PS－4的相對深度來調(diào)節(jié)相位大小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超寬帶調(diào)頻噪聲測量儀，其特征在于用調(diào)整到平衡混頻器型鑒相器PD的二輸入信號功率相等為一定值時，用作曲線法給出測量定標曲線。
專利摘要本新型公開了一種超寬帶調(diào)頻噪聲測量儀，它由可變衰減器、方向耦合器、延遲線、移相器、鑒相器、檢波器、電動開關(guān)、低噪聲放大器等部件組成。該裝置能滿足超寬帶調(diào)頻噪聲的測量，結(jié)構(gòu)簡單，制作調(diào)試方便，是一種對各類振蕩器和系統(tǒng)的調(diào)頻噪聲監(jiān)視、調(diào)試、測量的理想裝置。
文檔編號G01R29/00GK2041428SQ8820843
公開日1989年7月19日 申請日期1988年7月8日 優(yōu)先權(quán)日1988年7月8日
發(fā)明者阮錦屏, 趙文華, 劉燦琮, 馮巧香 申請人:電子工業(yè)部第五十四研究所