搜索相位噪聲和抖動
2017-08-11 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
1.射頻信號時間頻率穩定性
1.1.什么是相位噪聲(Phase noise)
相位噪聲是指系統(如各種射頻器件)在各種噪聲的作用下引起的系統輸出信號相位的隨機變化。
1.2.相位噪聲的本質
相位噪聲體現信號相位的隨機變化,量值是在某頻率處dBc/Hz。
dBc體現比值概念,那么這是功率比值還是相位比值?答案是功率比值,對應相位隨機變化的分布幅度和概率。
1.3.什么是抖動(Jitter)
相位噪聲和抖動是對同一種現象的兩種不同的定量方式。
相噪是在頻域定標,抖動是在頻域定標,兩者可以相互轉換:
相位噪聲L對應的線性功率P(f)=10^(L/10);
頻段(Δf=f2-f1)內,功率密度積分,對應相位變化ΔΦ=sqrt(2*∫ P(f)df),即剩余調相;
對于頻率為fc的信號,其時域抖動jitter = ΔΦ/(2*π*fc)。
由相噪結果計算得來的抖動(均方根值)數值單位是s,對應相應相噪分析的頻段(頻偏),多個頻段的抖動數值可以通過均方根值合成一個數值,對應整個頻段的抖動值。
2.相噪測試方法
2.1.頻譜儀
頻譜分析法理解相位噪聲(功率比值):
測試頻率f0的信號功率P0(dBm),在f0+Δf頻率偏移處讀取的功率密度值P1(dBm/Hz),對應相位噪聲L(dBc/Hz)。
2.2.信號源分析儀– PLL
PLL鑒相法理解相位噪聲(相位變化的功率譜比值):
信號Signal = Cos(wt+Φ(t))
信號的初相Φ(t)在時域的抖動,數字化轉換為頻域功率譜(FFT),對應相位噪聲L(dBc/Hz)。
處于靈敏度的考慮,信號源分析儀通常有互相關的功能。簡而言之,信號與分析儀內置兩個獨立的PLL系統,被測信號進入兩個PLL后,產生兩個帶噪聲的直流信號;通過相關運算,將PLL內置參考源的噪聲歸零,僅剩被測信號的相噪。
2.3.信號源分析儀–數字解調
將被測信號Signal = Cos(wt+Φ(t))量化為I/Q數據后,直接解調分析Φ(t)。將時域Φ(t)通過FFT轉換為頻域,即為信號的相位噪聲。
Φ(t)=angle(IQ)
Phasenoise = FFT(Φ(t))
本方法也可以通過兩個解調通道,實現互相關,從而提高靈敏度。
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