Z6官网信息科技 2019-10-09 10:10:33 334 0
相位噪声通常是指在系统内各类噪声作用下引起的输出信号相位的随机升沉。通常相位噪声又分为频率短期不变度和频率持久不变度：所谓频率短期不变度, 是指由随机噪声引起的相位升沉或频率升沉；至于由于温度、老化等引起的频率慢漂移，则称之为频率持久不变度。通常我们重要思考的是频率短期不变度问题，能够以为相位噪声就是频率短期不变度。其中，短期不变度在时域内用艾伦方差来暗示，在频域内用相位噪声来暗示。
相位噪声的界说
相位噪声是指单元Hz的噪声密杜纂信号总功率之比，是评价频率源(振荡器)频谱纯度的沉要指标。一个振荡器在某一偏移频率处的相位噪声界说为在该频率处1Hz带宽内的信号功率与信号的总功率比值。
在上图中，相位噪声是用偏移频率fm处1Hz带宽内的矩形的面积与整个功率谱曲线下蕴含的面积之比暗示的，约蹬宗中心频率处曲线的高杜纂fm处曲线的高度之差。
相位噪声的丈量
传统的测试步骤重要有直接频谱仪法、基于低通采样的鉴相法,基于带通采样的中再三谱分析法，以及数字相位解调测试法。
1、直接频谱仪法
直接频谱仪法是一种最容易、最单一的相位噪声丈量技术，它能够直接显示单边带相位噪声Lp(f)，精确地显示双方带上的离散信号。该步骤最合适丈量漂移较幼但相位噪声相对较高的信号源，其弊端是不能丈量频谱纯净的信号源，这重要是受频谱仪的动态领域和最幼分辨带宽的限度；不能分辨调幅噪声和相位噪声，故对换幅噪声严沉的信号源不能直接测得相位噪声Lp(f)，也不适于丈量漂移严沉的信号源的相位噪声Lp(f)。
该步骤依拍照位噪声的根基界说，首先丈量中心载波的信号功率，而后丈量某一频偏处噪声功率，最后做推算即可得到相位噪声值。
2、鉴相器测试法
这种步骤是将被测信号与一起频高不变的参考源进行正交鉴相，鉴相器输出信号经低通滤波器和低噪声放大器后输入到频谱仪或接管机中。如下图所示：
在此规划中，选取表差方式将被测源信号降至中频，在中频用晶体滤波器和含VCXO（压控晶体振荡器）的PLL提纯，以获取被测信号的陆续载波信号，该信号经相移后与被测信号在鉴相器中正交鉴相，提取被测信号的相位噪声。提纯载波信号的主张是为了预防被测信号中的相位噪声与载波信号在鉴相器中相互抵消，造成测试误差。鉴相器将被测信号的相位噪声转换为电压噪声，经A/D、FFT、功率谱估计等信号处置后，测得Sj(f)或Lp(f)。若是用于陆续波相噪测试，则该测试系统的相位提纯支路可进一步简化。
该规划的利益是选取表差规划，被测信号频率领域宽，舷活络度较高。弊端是载波提纯，移相器的研造较难题，并且移相器、晶体滤波器个性、鉴相增益等受温度和噪声大幼等诸多成分的影响而变动，不易实现自动化丈量。
3、中再三谱分析法
被测源信号与参考源信号混频后产生一个中频信号，该信号经声表（SAW）滤波器，低噪声放大后进入A/D变换器，A/D变换器的采样频率需满足带通采样定理，采样频率信号由DDS和PLL产生，采得的数据经高快缓存送入PC进行数据处置，经FFT、功率谱估计等，获得的Sj(f)或Lp (f)可直接在PC屏幕上显示。
该规划在中频进行带通采样，利用现代数字信号处置技术获得被测脉冲调造波的Sj(f)或Lp(f)，大大简化了脉冲调造波频稳测试系统的复杂度，并拥有测试高度自动化的利益。随着高快、高精度A/D变换器技术指标的不休提升，测试系统的活络度将更进一步提高，并满足现代脉冲调造波频稳测试的更高要求。、
4、数字相位解调测试法
针对以上测试步骤的不及，目前最新的相位噪声测试的步骤为数字相位解调法。该测试步骤能够直接进行I/Q解调丈量，转换为Sj(f)，再推算Lp(f)。数字相位解调法无鉴相器和锁相环，所以不必要进行环路带宽建改，能够简化校准过程。该测试步骤能够丈量CW相位噪声，脉冲相位噪声，附加相位噪声，脉冲附加相位噪声等多项指标。同时该测试步骤拥有极低的参考源相位噪声、高快互有关，能够显著提高测试的活络度，并且能够在大信号存在时丈量幼电平信号的相位噪声。
相位噪声是很多现代电子系统和设备（蕴含测控、雷达、通讯、导航、过问仪、射电天文、电子丈量和近代物理尝试等）的一项沉要技术指标和关键性技术问题，通过相位噪声的表征和测试的钻研，找到影响频率源不变性的成分，可利用于频率源的设计和研造提高频率源的质量。
起源：广播科技
