Phasenrauschmessgeräten

Phasenrauschmessgeräte sind Messsysteme, die die Phasenrauschleistung von Signalen messen und als Funktion des Frequenzversatzes darstellen. Sie dienen der Charakterisierung von Oszillatoren, Frequenzsynthesizern, Referenzquellen und LO-Ketten in Kommunikations-, Radar- und Zeit-/Frequenzsystemen. Typische Kennwerte sind das Phasenrauschspektrum L(f) in dBc/Hz und das Verhalten über verschiedene Offset-Frequenzen von wenigen Hertz bis in mehrere Megahertz.

Der Messaufbau basiert üblicherweise auf einem Phasendetektor, der das Testsignal mit einem Referenzsignal vergleicht. Aus dem gemessenen Phasenfehler wird das Phasenrauschspektrum abgeleitet. In vielen Geräten kommt eine Cross-Korrelation zweier unabhängiger Empfänger zum Einsatz, um das Eigenrauschen des Instruments zu reduzieren und so eine niedrigere Messgrundlinie (Floor) zu erreichen. Gängige Messverfahren umfassen direkte Phasenrauschmessungen mit Mischerschaltungen sowie heterodynische oder verzögerte Selbstheterodynverfahren.

Wichtige technische Merkmale umfassen die Abtastbarkeit des Offsets, den Messbereich, die Rausch- bzw. Spuranfälligkeit, den Instrumentenfloor und die Kalibrierbarkeit. Viele Systeme unterstützen sowohl absolute Messungen als auch Residualmessungen des zu prüfenden Signals, sowie die Angabe der Referenzqualität zur Qualitätssicherung.

Anwendungen liegen in der Entwicklung und Prüfung von Oszillatoren, RF- und Mikrowellen-Synthesizern, Kommunikations- und Radarsystemen sowie in Zeit- und Frequenzstandards. Phasenrauschmessgeräte werden in Forschungseinrichtungen, Industrieforschung und Prüfstellen verwendet, um die Phasenstabilität von Signalen präzise zu bewerten.