Модель фазового шума с учетом спектральной маски синтезаторов частоты и генераторов сигнала

Abstract

Актуальность и цель исследования. При разработке электронных устройств важное значение имеет расчет шумовых характеристик. В процессе проектирования систем связи расчет приемно-передающего тракта особенно важен для достижения высокого отношения сигнал/шум на выходе приемника/передатчика, что накладывает ограничение на использование того или иного оборудования. Фазовый шум является, пожалуй, важнейшим критерием стабильности генератора и синтезатора. Однако при небольшом различии в характеристике уровня мощности фазового шума цена на устройства может отличаться в несколько раз. В связи с этим важным является компромисс между ценой и качеством конкретного оборудования для разрабатываемой системы. Для упрощения процесса выбора оборудования требуется создание адекватной модели фазового шума с учетом спектральной маски синтезаторов частоты и генераторов сигнала. Методы исследования. Прогресс в области создания новых радиотехнических схем обуславливает необходимость использования математического аппарата и программных средств для правильной оценки шумовых характеристик схемы. Распространенным методом такой оценки параметров систем связи является симуляционное моделирование, например, в платформе «Matlab», которое позволяет учитывать спектральную маску плотности мощности фазового шума, предоставляемую производителем. На основании такой модели можно делать вывод о целесообразности использования тех или иных устройств при проектировании тракта. В данной статье предлагается метод моделирования фазового шума конкретных устройств в платформе «Matlab» по характеристикам, предоставляемым производителями этих устройств. Результаты. Создана модель фазового шума с учетом спектральной маски синтезаторов частоты и генераторов сигнала, адекватность которой подтвердилась проведенным экспериментом. Модель фазового шума с учетом спектральной маски синтезаторов частоты и генераторов сигнала.

Relevance and the aim of the study. When developing the electronic devices it is important to calculate noise characteristics. While designing the communication systems the computation of receiving and transmitting tract is of particular importance to achieve a high signal/noise ratio at the output of the receiver/transmitter, which imposes restrictions on application of certain equipment. Phase noise is perhaps the most important criterion for generator and synthesizer stability. However, with a small difference in characteristics of phase noise power level, the price of the product may differ in several times. In this connection the compromise between the price and the quality of the specific equipment for the system being developed is important. To simplify the equipment selection it is necessary to develop an adequate mathematical model of phase noise considering spectral mask of frequency synthesizers and signal generators. Method of study. The progress in development of new electronic circuits conditions the necessity to use mathematics and software tools to assess properly the noise characteristics of the circuit. A common method of estimating the parameters of such a communication system is a simulation modeling, for example, in the platform «Matlab». For reliable assessment of phase noise impact on the system, it is sufficient to use the model, which allows taking into account the spectral power density mask in data?sheet supplied by the manufacturer. Based on this model the feasibility of using device in the design can be concluded. In the paper the authors propose a method of phase noise mathematical modeling in the «Matlab» by the device?specific characteristics provided by the manufacturers. Results and conclusions. The authors developed a mathematical model of phase noise with spectral mask of frequency synthesizers and signal generators, which adequacy was proved by the experiment.