Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Cet article est consacré à la mesure des niveaux de bruit perturbant un oscillateur. Une des méthodes consiste à retenir la variance comme grandeur pour caractériser l’instabilité des oscillateurs. Sa définition et son estimation sont donc présentées dans le domaine temporel, avec introduction de la déviation d’Allan. La mesure directe de la densité spectrale de la phase de sortie au moyen d’un banc de mesure de bruit de phase constitue la seconde méthode d’analyse de ce bruit perturbateur.
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Auteur(s)
-
François VERNOTTE : Directeur de l’Observatoire de Besançon
INTRODUCTION
Létude du bruit perturbant un oscillateur et la mesure de ses niveaux sont toujours réalisées en comparant cet oscillateur à un oscillateur de référence. Les modèles sont développés dans le dossier Stabilité temporelle et fréquentielle des oscillateurs : modèles. Cependant, il existe deux façons différentes d’utiliser ces comparaisons : la première consiste à les traiter dans le domaine temporel au moyen de variances ; la seconde consiste à traiter directement ces données dans le domaine spectral grâce à un banc de mesure de bruit de phase.
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2. Mesure du bruit de phase
L’autre méthode d’analyse du bruit perturbant un oscillateur consiste à mesurer directement la densité spectrale de phase de sa sortie au moyen d’un banc de mesure de bruit de phase. Cette méthode est complémentaire de l’analyse par les variances : cette dernière est, nous l’avons vu, particulièrement adaptée à l’étude de la stabilité à long terme (ou, ce qui est équivalent, à la mesure du niveau des bruits basse fréquence h0, h–1 et h–2), alors que la mesure du bruit de phase permet de mesurer directement le niveau des bruits haute fréquence h+1 et h+2. Néanmoins, cette dernière technique étant très liée à l’appareillage utilisé, nous nous contenterons ici de donner le principe général et les liens avec l’analyse par variance. Le protocole expérimental sera détaillé dans l’article consacré à l’instrumentation temps-fréquence [R 1 785].
2.1 Principe théorique
Conformément à la figure 8, on considère un oscillateur à étudier (oscillateur 1) et un oscillateur de référence (oscillateur 2). Cette méthode consiste à mesurer le déphasage existant entre ces deux oscillateurs.
HAUT DE PAGE
On modélise la tension de sortie de l’oscillateur 1 par :
La tension de sortie de l’oscillateur 2 est :
On utilise un mélangeur qui réalise Vm(t), le produit de V1(t)...
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Mesure du bruit de phase
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CEA - Statistique appliquée à l’exploitation des mesures - . Masson (1978).
-
(2) - STOICA (P.), MOSES (R.L.) - On biased estimators and the unbiased cramer-rao lower bound - . Signal Processing, 21, 349-350 (1990).
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(3) - PARREINS (G.) - Techniques statistiques : Moyens rationnels de choix et de décision - . Dunod Technique (1974).
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(4) - RUTMAN (J.) - Characterization of phase and frequency instabilities in precision frequency sources: fifteen years of progress - . Proceedings of the IEEE, 66(9), 1048-1075 (1978).
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(5) - GAGNEPAIN (J.J.) - Caractéristique des étalons de fréquence : concepts et méthodes - . 10es Journées de mesure du temps et des fréquences, Paris (avr. 1986).
-
(6) - ALLAN (D. W.) - Statistics of atomic frequency standards - . Proceedings...
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