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目录 1

第一章　序言 1

1.1　频谱纯度的重要性 1

1.2　着重物理概念的理解 3

1.3　噪声密度的概念 4

1.4　窄带噪声的正弦表示 6

第二章　调制理论复习 9

2.1　调幅（AM） 9

2.2　调相（PM） 10

2.3　调频（FM） 12

2.4　加上任意的相角 13

2.5　线性近似 14

2.6　相量表示 14

2.7　相容性概念 15

2.8　相容信号的相干解调 17

第三章　相位抖动和噪声密度的关系 20

3.1　正弦相位抖动 20

3.2　窄带噪声的表示 21

3.3　叠加单边带噪声引起的相位抖动 22

3.4　由叠加的双边带白噪声引起的相位抖动的简化分析 28

3.5　对双边带叠加白噪声比较完全的分析 30

3.5.1 调相指数 30

3.5.3　各边带功率关系 33

3.5.2　调幅指数 33

3.5.4　相位抖动 34

3.5.5　相量表示 35

3.5.6 实际的和可能的边带 37

3.5.7　哲理性的“困难” 40

3.6　符号注释 42

3.6.1　要区分的参量 42

3.6.2　相位噪声功率密度的概念 42

3.7.1 纯噪声 43

3.7.2 相位噪声 43

3.7　在一个频带内的积分 43

3.6.3　所用符号 43

3.8　相位抖动和噪声之间关系小结 44

3.8.1 纯相位噪声 44

3.8.2 叠加的热噪声 45

第四章　噪声引起的频偏 47

4.1　基本关系 47

4.2　频偏概念的局限性 48

4.3　相位噪声和频偏的比较 51

第五章　振荡器噪声 53

5.1　非线性效应 53

5.2　分析 54

5.3　相位噪声密度与偏移频率的关系 61

5.4　反馈Q值 62

5.5　有载Q值 64

5.6　参数选择 68

5.7　例题 69

5.7.1　120MHz晶体振荡器 69

5.7.2　5MHz高级振荡器 71

5.7.3　600MHz压控振荡器 72

5.8　振荡器相位噪声的积分 74

5.9　影响振荡器相位噪声的其它因素 74

5.9.1 压控振荡器（VCO）调谐电压上的干扰 74

5.9.2 在其它电源引线上的干扰 77

5.9.3　在输出端的干扰 78

5.9.4 振动 79

5.9.5 手动调谐机构 81

5.9.6　双谐振器 83

5.9.7 后续滤波 83

5.10　一个简单的误解 84

第六章　倍频器链 85

6.1 需要倍频 85

6.2　倍频的影响 85

6.2.1　调幅波 85

6.2.2 调相波 86

6.2.3　倍频对相位噪声的影响 88

6.2.4　倍频对热噪声的影响 88

6.3.1 基频源 92

6.3　附加放大器的噪声 92

6.3.2 倍频前放大的信号源 94

6.3.3 倍频后放大的信号源 95

6.4　实例——X波段晶振／倍频信号源 96

6.5 简单振荡器和振荡器／倍频器信号源的限制 98

6.6　一些X波段信号源的性能 102

6.7　信号源的寄生输出 104

第七章　锁相环的使用 105

7.1 引言 105

7.2　锁相环的组成 107

7.2.1 压控振荡器（VCO） 108

7.2.2 相位检波器 109

7.2.3　环路滤波器（以及环路放大器） 114

7.2.4　开环增益 118

7.2.5　闭环增益 118

7.2.6　环路自然频率和阻尼因数 119

7.3　锁相环特性 123

7.3.1　频率传输特性 123

7.3.2　剩余相位误差 124

7.3.3　锁相环对1/f3噪声数学收敛的影响 130

7.4　分频的需要 131

7.5　可编程分频器 132

7.5.1 工作原理 132

7.5.2 商用可编程分频器 135

7.6　分频对校正率和锁相环参数的影响 136

7.7　相位检波器的噪声基底 139

7.7.1 模拟相位检波器 139

7.7.2　采用异或门的数字相位检波器 145

7.7.3 采用边沿触发的数字相位检波器 146

7.7.4　饱和放大器的采用 147

7.7.5　分频的影响 148

7.8　锁相环中的频率变换 149

第八章　频率合成器 153

8.1　合成器类型 153

8.1.1　直接合成 153

8.1.2　用锁相环的合成 154

8.2　影响组态选择的因素 155

8.3　几个实例的分析 160

8.3.1 一台UHF合成器 160

8.3.2 一台X波段合成器 168

8.4　在指定频段上积分求相位抖动用的程序TI58/59 174

8.4.1 概述 174

8.4.2 原理 174

8.4.3　程序 175

8.5　离散寄生输出 175

8 5.1 离散寄生输出的产生 175

8.5.2 由离散寄生输出引起的相位抖动 176

8.5.3 主振寄生输出的增强 178

8.5.4　相位检波器各信号的穿通 180

8.5.5 倍频器所不需要的谐波 184

8.5.6 输出频率的谐波 184

8.5.7 由电源纹波或由振动产生的离散信号 185

8.6　工程设计要求 185

8.6.1 电源 185

8.6.2　接地 186

8.6.3　屏蔽和滤波 187

8.6.4　振动 188

8.7　相噪测量的某些主要问题 188

8.7.1 测量Nop/C（相噪密度／载波）和（或）总相位抖动的一个简便方法 188

8.7.2　校准方法 189

8.7.3　校准常数的推导 190

8.7.4　统计方面的问题 192

8.8　相噪密度概念的推广 196

第九章　相位噪声和频率稳定度之间的相互关系 197

（频域到时域的变换及其反变换） 197

9.1　引言 197

9.2　相位噪声密度和频率偏移密度之间的相互关系 198

9.3　从已知的相位噪声密度特性计算总的频率抖动 199

9.3.1　理论关系 199

9.3.2　TI58/59程序 200

9.3.3　有关的偏移频率范围 204

9.4　总合成的频率抖动的测量 207

9.3.4　统计方面的问题 207

9.4.1 各种概念的初评 208

9.4.2　阿伦方差 213

9.4.3 一个重要的关系 214

9.4.4 对于以频率抖动为输入的传递函数 215

9.4.5 对于以相位噪声为输入的传递函数 219

9.4.6 统计方面的问题 225

9.5　用时域法的密度测量 228

9.5.1 频率抖动密度的测量 228

9.5.4　哈达玛方差 232

9.5.3　统计方面的问题 232

9.5.2　相位噪声密度的测量 232

9.6 已知总的频率抖动时相位噪声密度的计算 233

9.6.1 （Nop/C）f服从1/f2律的情形 233

9.6.2 其它已知分布律的情形 235

第十章　系统相位噪声要求 237

10.1　单抛物面天线纯连续波雷达系统 237

10.1.1 概述 237

10.1.2 具有寄生调幅和调相的信号的延迟反射 241

10.1.3　允许的调幅 245

10.1.4　允许的调相 252

10.1.5 单边带信号和双边带干扰 258

10.2.1 调频雷达的类型 260

10.2　采用高频偏线性调频的雷达 260

10.2.2 要求的频偏 262

10.2.3　寄生调幅和调相 265

10.3 用单路单载波调频（SCPC-FM）的通信系统 268

10.3.1 引言 268

10.3.2　简单调频系统的相噪要求 270

10.3.3　附加预加重和去加重 277

10.4　频分复用／调频（FDM/FM）通信系统 280

10.4.1 引言 280

10.4.2 要求的C/No值 280

10.4.3　相噪要求 283

10.5.1 引言 285

10.5　采用相移键控（PSK）的通信系统 285

10.5.2 载波恢复环 288

10.5.3　信号差错率（相干解调） 296

10.5.4 时钟恢复 303

10.5.5　PSK信号的差分检测 304

10.5.6　相位瞬变的影响 313

10.6　天线跟踪 317

附录一　重要公式汇总 322

附录二　噪声系数和噪声温度复习 329

附录三　窄带噪声的正交表示 345

附录四　变容管调谐振荡器的Q 350

附录五　甘氏振荡器的相噪性能 356

参考文献 358