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Bliley晶振用于雷达和通信系统的低相位噪声解决方案

来源：亿金电子查看手机网址

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浏览：- 发布日期：2019-06-04 09:07:54【大中小】

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高端雷达和通信系统中最关键的因素：低相位噪声.所有这些相位噪声都有充分的理由.这是决定雷达或通信应用整体成功或失败的关键因素之一.在强烈振动或重力作用的强烈环境中,它更为重要.因此在这些应用和环境中如何保持低相位噪声？下面我们一起了解应如何以及为什么要降低应用程序中的相位噪声.

什么是相位噪声?相位噪声通常被测量为石英晶体振荡器内的频率稳定性.对于那些可能不熟悉的人来说,晶体振荡器基本上是产生和传输射频信号的主要部件,用于：雷达通信系统,微波系统,军事应用,还有更多的应用程序.

来自许多不同来源的振动,即使非常小的振动（微振动）,也会在石英晶体振荡器中引起相位噪声和抖动.这抑制了由振荡器产生的信号的质量和稳定性,因此使得装置的整体通信更加困难.除了直接振动之外,还有其他方法会产生相位噪声.

两种常见方法在许多应用中都会丢失低相位噪声,我们已经讨论过相位噪声会在各种应用中引起问题.下面介绍两种不同的微波系统以及它们如何受到相位噪声的负面影响：直接下变频接收器、雷达系统.

1.直接下转换

直接下变频是一种相当基本的微波通信接收器,具有简单的电路.它基本上是一个包含本地振荡器（LO）的混合器,可将输入的射频信号转换为非常低的频率.然后将该低频应用于模拟-数字转换器以进行处理.但是也这可能导致一些不太理想的问题出现.

问题是RF输入频率很多时候几乎与有源晶体振荡器的频率相同.这使得转换过程更容易让一些讨厌的相位噪声滑入信号.如果信号强度较弱,则更有可能发生这种情况.

2.雷达系统

雷达Giphy.gif,雷达系统中也出现类似的问题.雷达不是直接射频输入,而是脉冲特定频率,然后测量每个返回频率脉冲的变化.通过利用多普勒效应,每个脉冲变化与雷达视图中物体的速度有关.移动得非常慢的物体将返回一个非常接近发出的脉冲原始频率的脉冲.

必须将返回信号转换为非常低的频率,以揭示速度变化的精确信息.与直接下变频一样,这种低频转换会导致相位噪声对接收到的数据产生负面影响.

放大器对低相位噪声的影响

对于许多应用,单独的有源晶振,晶体振荡器无法提供足够的输出功率以达到最佳质量.有时需要调用放大器来帮助小振荡器发出更强的信号.放大器可以很好地提高振荡器的信号功率,但它也会出现不需要的相位噪声,从而影响振荡器的性能.

在所有其他电子设备中,放大器将1/f噪声（粉红噪声）添加到输入信号.基本上,即使你有一个具有低相位噪声质量的晶体振荡器,放大器也可以用振荡器的低相位噪声完全取代其较高的相位噪声质量.当然,这不好.

Bliley晶振用于雷达和通信系统的低相位噪声解决方案

如何在晶体振荡器中保持低相位噪声?

选择高质量,低相位噪声晶体振荡器是有效解决低相位噪声问题的根本.特别是在军事,航空航天或极端环境应用中,高g力水平和剧烈振动会在振荡器中产生大量不必要的相位噪声.幸运的是,有g补偿振荡器（TCXO晶振）专门设计用于承受重振动和重力,以粉碎任何相位噪声相关问题.

美国百利晶振集团的Poseidon 2系列OCXO振荡器.当受到动态随机振动条件时,Poseidon 2是业界最好的低相位噪声,低成本OCXO晶体振荡器.

最后,就放大器而言,1/f（粉红色）噪声是由器件通道中的随机和热电荷移动引起的.采用砷化镓（GaAs）pHEMT工艺制造的放大器.由于其高电子迁移率,该工艺中的FET器件倾向于具有高1/f噪声率.然而,GaAs 双极器件通常提供低得多的1/f噪声,这也意味着更低的相位噪声.因此,使用GaAs HBT工艺放大器可显着降低应用中的相位噪声.