锁相环(PLL)和相移键控(PSK)系统的相位噪声

嵌入式设计应用

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描述

锁相环(PLL)和相移键控(PSK)系统的相位噪声
振荡器的相位噪声有可能导致相位变换的错误检测,即在用相位键控法进行数字调制时
产生误码。例如,在采用8 相相移键控法进行数字通讯中,最大相位容限为±22.5°,其中
±7.5°是可允许的典型载波噪声的贡献。例如,根据相位偏移的统计特性,如果均方相位
偏移为1.5°,则超过±7.5°的相位偏移的概率为6×10-7,这在某些应用中能够引起很大
的误码率。
冲击和振动甚至在“低噪声”振荡器中也能产生大的相位偏移。同时,振荡器的频率经
n 次倍频后,相位噪声也增大n 倍。例如,在10MHz 时,10-3rad 的相位偏移变成了在10GHz
时的1rad。这样大的相位偏差可能使依靠锁相环或相移键控法的系统完全失效。在上诉应用
中,对加速度不敏感的低噪声振荡器是至关重要的。

锁相环

发生故障,即“运动员”射出一个绝缘体时,就会在线路下产生干扰。故障的位置就可以根据到达的时间差来确定锁相环

式中:X—故障距A 台的距离
L—A 台和B 台之间的线路长度
c—光速
ta 和tb—干扰分别到达A 和B 的时间
故障定位者误差X 误差=1/2(c△t 误差);如果△t 误差≤1ms,则X 误差≤150m≤高压
电线支架间隔的1/2。则公司可以把维修队直接送到离故障最近的支架上。

宇宙空间探索

锁相环

军用要求
军用要求是频率控制技术的主要动力。现代军用系统要求振荡器\钟具有以下的性能:
􀁺 在多参数(时间,温度,加速度,辐射等)范围内能保持稳定
􀁺 噪声低
􀁺 功耗小
􀁺 体积小
􀁺 预热快
􀁺 使用期消耗低

振荡器技术改进的效果
􀁺 抗干扰能力较强和提高了隐藏信号能
力;
􀁺 提高对未被授权者拒绝其使用系统;
􀁺 自主期(无线电静寂时间)较长;
􀁺 信号探测较快;
􀁺 功耗底,以减小电池消耗;
􀁺 改善了频谱利用率;
􀁺 提高了监视(低移动目标饿检测)能力;
􀁺 改善了导弹的制导(舰载雷达与地面雷
达);
􀁺 提高了敌我识别(IFF)能力;
􀁺 提高了电子战能力(通过TOA 测定发
射机位置);
􀁺 在数字通讯中误码率较低;
􀁺 提高了导航能力;
􀁺 改善了在辐射环境中的生存能力和性
能;
􀁺 改善了在高冲击应用中的生存能力和
性能;
􀁺 寿命长,体积小,重量轻,价格低;
􀁺 重新校准的时间间隔较长(后勤价格较低)。

频谱展宽系统
在频谱展宽系统中,发射信号是在比正在被发送的信息所要求带宽宽得多的带宽内加以
展宽的(例如数千赫带宽的音频电路扩展到数兆赫)。这是用被发送的信息和用多种频率伪
噪声编码信号对载波加以调制来实现的。具有相应伪噪声码的频谱展宽接收机能够调解并取
出所发送的信息,没有伪噪声码的接收机也许完全漏掉信号,或者如果这些接收机检测出信
号,则他们是以噪声形式出现的。
频谱展宽调制的类型有两种:1.用数字码序列调制载波的直接序列型。2.载波频率来回
跳动的频率跳变型。在某一预定接收机中,频率顺序是通过编码程序来确定的。
发射机和接收机中的钟必须同步,即在频率跳变系统中,发射机和接收机在同一时间跳
同一频率上。跳变的速率越快,抗干扰能力越强,钟就越准确。
频谱展宽系统的优点:
􀁺 以致有意和无意的干扰;
􀁺 窃听概率低;
􀁺 可选择地址;
􀁺 多路存取;
􀁺 高准确度导航和测距。

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