相位噪声 订阅
相位噪声(Phase noise)是指系统(如各种射频器件)在各种噪声的作用下引起的系统输出信号相位的随机变化。它是衡量频率标准源(高稳晶振、原子频标等)频稳质量的重要指标,随着频标源性能的不断改善,相应噪声量值越来越小,因而对相位噪声谱的测量要求也越来越高。传统的零拍测量法已面临严重的挑战,特别是在如何减少测量系统本身的噪声对测量结果的影响,提高系统的测量灵敏度方面尤为困难。 展开全文
相位噪声(Phase noise)是指系统(如各种射频器件)在各种噪声的作用下引起的系统输出信号相位的随机变化。它是衡量频率标准源(高稳晶振、原子频标等)频稳质量的重要指标,随着频标源性能的不断改善,相应噪声量值越来越小,因而对相位噪声谱的测量要求也越来越高。传统的零拍测量法已面临严重的挑战,特别是在如何减少测量系统本身的噪声对测量结果的影响,提高系统的测量灵敏度方面尤为困难。
信息
噪声谱
的测量要求也越来越高
外文名
Phase noise
中文名
相位噪声
相位噪声
是衡量频率标准源
相位噪声相关背景
现象类比:从北京飞往上海的航班排好后,每天按照固定的时刻起飞降落,周而复始。但是一天由于天气原因,航班无法正常起飞和降落,很多航班相对正常时间都有所延误(相位的变化),引起了航班安排的混乱。相位噪声就是指系统(如各种射频器件)在各种噪声的作用下引起的系统输出信号相位的随机变化。描述无线电波的三要素是幅度、频率、相位。频率和相位相互影响。理想情况下,固定频率的无线信号波动周期是固定的,正如飞机的正常航班一样,起飞时间是固定的。频域内的一个脉冲信号(频谱宽度接近0)在时域内是一定频率的正弦波。但实际情况是信号总有一定的频谱宽度,而且由于噪声的影响,偏离中心频率的很远处也有该信号的功率,正如有延误1小时以上的航班一样;偏离中心频率很远处的信号叫做边带信号,边带信号可能被挤到相邻的频率中去,正如延误的航班可能挤占其他航班的时间,从而使航班安排变得混乱。这个边带信号就叫做相位噪声。如何描述相位噪声的大小呢?在偏移中心频率一定范围内,单位带宽内的功率与总信号功率的比,单位为dBc/Hz。如果要评估某一天天气对航班的影响,也可以用类似的思路,定义晚点1小时以上的航班和航班总数的比例。当然了,这个比例越小越好。射频器件系统内的热噪声可能导致相位噪声的产生。相位噪声的大小可以反映出射频器件的优劣。在设计和使用射频器件时,要注意射频器件对相位噪声的抑制能力。相位噪声越小,射频器件越好。相位噪声和抖动是对同一种现象的两种不同的定量方式。在理想情况下,一个频率固定的脉冲信号(以1 MHz为例)的持续时间应该恰好是1微秒,每500ns有一个跳变沿。但不幸的是,这种信号并不存在。实际信号的信号周期的长度总会有一定变化,从而导致下一个沿的到来时间不确定。这种不确定就是相位噪声,或者说抖动。相位噪声是对信号时序变化的另一种测量方式,其结果在频率域内显示。用一个振荡器信号来解释相位噪声。如果没有相位噪声,那么振荡器的整个功率都应集中在频率f=fo处。但相位噪声的出现将振荡器的一部分功率扩展到相邻的频率中去,产生了边带(sideband)。从图2中可以看出,在离中心频率一定合理距离的偏移频率处,边带功率滚降到1/fm,fm是该频率偏离中心频率的差值。相位噪声通常定义为在某一给定偏移频率处的dBc/Hz值,其中,dBc是以dB为单位的该频率处功率与总功率的比值。一个振荡器在某一偏移频率处的相位噪声定义为在该频率处1Hz带宽内的信号功率与信号的总功率比值。
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