相位同调和相位白皮书-Keysight.pdfVIP

白皮書 認識並利用 信號產生器多通道射頻系統 第二章：相位同調和相位可調同調系統 工程師們改採多天線技術來實現分集、多工或天線增益 。透過這些增益，無線系統可提高接收器的穩定性、 資料傳輸速率和信噪比 (SNR) 。多天線射頻系統使用一個分配給多個通道共用的本地振盪器(LO) 。然而， 商業信號產生器具有獨立的合成器，可將中頻 (IF) 信號升頻為射頻信號。此外，使用商業信號產生器來模 擬多通道射頻系統，可能導致信號產生器之間出現相位誤差，工程師需減少或完全消除這些誤差。 第一章探討了多天線技術及其測試要求，另外還提供可將多個基頻產生器同步，並盡可能減少信號產生器 之間 LO 相位差的秘訣。若想再次瀏覽第一章，請點擊此處下載 。 對於某些應用，例如波束成形系統，測試信號必須為同調，且具有特定的相位關係，因此信號產生器需具 備相位可控功能。在本白皮書中，您將瞭解如何配置相位同調和相位可控測試系統。 首先，讓我們從相位同調的概念以及為何它如此重要開始。 如需聯絡我們，請上網查詢 頁數 1 什麼是相位同調和穩相信號？ 如果兩個信號在任何時間都有一個固定的相對相位，那它們就是同調，如圖 1b 所示。同調信號是相關的， 因為當它們一起出現時，它們將根據其相對相位進行建設性或破壞性的組合。 具有相同的頻率不一定意味信號就是相位同調，即使它們在精確的頻率上匹配。這是因為信號之間不相關 的相位雜訊和相位漂移，將導致它們的相對相位關係隨時間變化。 對於同調測試激發，不僅需要具備相位同調性，還要能夠精確地控制相位角關係（圖 1c ）。此外，相位同 調要求射頻載波模擬各種通訊系統和多路徑效應（圖 1d ），以及在第一章討論過的多個基頻產生器之間的 時序同步。同樣地，雷達脈衝需要精確的脈衝叢發時序來模擬適當的空間延遲，可觸發的脈衝如圖 1e 所示。 圖 1 ：兩個信號之間的相位關係。 同調信號和非同調信號之間的差異並不是 0 或 1 的單純二分法。如果相對相位的不穩定足夠微小，信號也 可能為部份同調。同調性是信號（X 和 Y ）之間的統計數值，可以使用以下公式計算： 其中： ρ= 同調 E = 期望值運算子 μ= 平均值 σ= 標準偏差 σXY = 信號 X 和信號 Y 的共變數 X = X 信號 Y = Y 信號 如需聯絡我們，請上網查詢 頁數 2 結果 (ρ ) 是介於 0 和 1 之間的數值。在給定的觀察期內此數值接近 1 的是相位同調信號。數值大於 XY 0 但小於 1 ，則代表是穩相信號。多通道系統的測試需求是相位同調或穩相測試系統。我們就來看看如 何設定一個穩相測試系統和一個相位同調測試系統。 穩相測試系統，使用共同的頻率參考 在信號產生器之間實現一定程度相位穩定性的簡單方法，是鎖定多個信號產生器的 10 MHz 頻率參考。 參考鎖定儀器的穩定性取決於所使用儀器的效能，以及由相位漂移和相位雜訊導致的誤差。 相位漂移 雖然信號產生器的合成器依照相同的時基進行追蹤，但它們都有單獨的內部振盪器，每個內部振盪器也都 有自己的鎖相迴路 (PLL) 。這將導致彼此獨立的相位漂移。大部份時間，漂移將在迴路頻寬（PLL 的迴路 濾波器）和產生器的合成器之追踪能力限制內追踪出來。一般說來，頻率會在迴路頻寬內，然後追踪執行 良好。但是，高階響應無法被完全追蹤出來。 在 MIMO 系統中，通道之間的慢速相位漂移問題較小，因此共用共同頻率參考的量測通道能夠提供可接受 的效能。然而，對相位陣列或波束成形天線系統，必須考慮隨時間產生的相位漂移。漂移通常會導致較差 的天線波束場形 。 相位雜訊 不相關的相位雜訊則會導致參考鎖定信號產生器之間的相位誤差。在 PLL 的迴路頻寬內，相位雜訊取決於 頻率參考。在迴路頻寬之外，則是 PLL 的振盪器決定相位雜訊。 高效能儀器可提供出色的相位雜訊、較低的殘餘 FM 和更好的相位漂移規格。選擇能夠改善相位雜訊或是 參考穩定性的標的有其助益，如此才能將相位誤差最小化。但是，這只提供了多個信號產生器之間有限的 相位穩定性。 如需聯絡我們，請上網查詢 頁數 3 相位同調測試系統，共用一個共同 L