什么是相位噪音,我如何测量它第1部分

相位噪声是非理想振荡器的产物,最好在频率域中进行研究。

相位噪声伴随产生任何真实的正弦信号。你可以把它看作是数字的模拟等价物 颤抖。振动是由正方形波上升和下降边缘的理想位置的偏差而产生的,它可以在时域中量化为以秒或其他时间单位测量的尖峰到尖峰或RMS振动。

相位噪声和震动有什么不同?

从背景来看, 图1 展示了两种表示理想正弦波的方法:时域视图(A)和频域视图(B)。

图1正弦波可以在时域(a)或频域(b)中表示。

显然,现实世界中的正弦波看起来不像图1中的。 图2 展示了一个更现实的例子,说明可能来自现实世界振荡器的中波痕迹。蓝色痕迹似乎接近我们理想的1-GZ例子。红色的痕迹似乎保持相同的频率,但在一个轻微的相位延迟。灰色轨迹的频率较高,而黄色轨迹的频率较低。所有这些变化都会引起相位噪声。

图2相移和频率漂移导致了相位噪声.

我看到在0.5-n点附近的零交叉点都发生在不同的时间。我们能测量时间差来表征相位噪声吗?

我们可以做这些测量,并得到结果的皮秒,甚至相移的度或弧度。这种方法适用于方波振动。如果一个正方形波有10秒的尖峰到尖峰的摇摆,那么你应该在一个边缘后取样超过10秒,在下一个边缘前取样超过10秒。但是对于正弦波,零点的精确位置通常不会导致任何直接的洞察力,我们可以应用于我们的设计。

所以,也许我们需要看看频率域。

对。在图1B中,1千兆赫的垂直箭头表示脉冲0赫兹宽的无限能量。无限能量的产生是因为从图1a到图1b的傅立叶变换假设正弦波在时间上延伸到负无限,并将继续加无限。图1B中的1的值代表了从负到负加的频率域总面积积分的标准化值。图1的表现在现实生活中是无法实现的。

现实世界的频率域是什么样子的?

我们可以利用狄拉克三角函数来近似估计脉冲响应,它通常表达如下:

在这里,为了我们的目的,独立变量 f 表示频率,以及 δ(f) 代表力量。 图3 显示什么 δ(f) 似乎有不同的价值观 A ,在哪里 x轴 指示中心或载波、频率(非0赫兹)和非零 x轴 值表示中心频率的抵消。

图3不同值的变量结果在不同的数模(F)曲线.

好的,我看到我们的目标是尽可能缩小中心频率的范围。对吗?

对。请记住,当载波被调制时,边带--中心频率左右的区域--可能包含有用的消息信息。但是如果你看到一个固定频率振荡器的输出,那么边带只表示相位噪声。注意 图4 ,灰度信号,有很多相位噪声,淹没了红色信号,而蓝色信号,少了很多相位噪声,红色信号可以和平共存。

图4灰色信号淹没了红色信号,但红色和蓝色信号可以共存。

我们如何在相位噪声上设置一个数字?

相位噪声通常是用相对于每赫兹的载波(DBC)的分贝来表示,在载波或中心频率的偏移处。 图5 显示了这个过程,在距离上测量1-赫兹的功率 f 补偿 从运输船上。供应商通常为一系列补偿指定相位噪声。例如,您可以找到一个振荡器数据表,其中列出相位噪声为-70DBC/赫兹在100赫兹偏移,-130DBC/赫兹在10千赫兹偏移,和-160DBC/赫兹在10兆赫偏移。

图5相位噪声是在一个1赫兹频带上从中心频率的偏移量测量的。