频谱分析仪相位噪声测量原理.ppt

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1、相位噪声测量,噪声,白噪声（whitenoise）是指功率谱密度在整个频域内均匀分布的噪声。所有频率具有相同能量的随机噪声 高斯白噪声（WGN）高斯白噪声的概念.白指功率谱恒定;高斯指幅度取各种值时的概率p(x)是高斯函数.加性高斯白噪声（AWGN）从统计上而言是随机无线噪声，其特点是其通信信道上的信号分布在很宽的频带范围内。,相位噪声,一纯净的正弦信号可表达为：V(t)=Vssin2f0t由于噪声的存在，该信号的相位是随时间随机变化的，因此该信号可表达为V(t)=Vssin2f0t+(t)其中(t)是随时间而变的相位起伏，也就是相位噪声,表示频谱分析仪本振短期不稳定度。混频过程将任何本振不稳

2、定性变换为混频分量。噪声边带常用dBc/Hz表示（相对载频1Hz带宽内的功率）。噪声边带又称相位噪声。,噪声边带,噪声边带对整机性能的影响测量频率的下限频率分辨率灵敏度动态范围被测信号的相噪,单边带相位噪声,噪声边带,噪声边带降低对不等幅信号的分辨率,相位噪声,噪声边带,动态范围,受限于噪声边带,dBc,/Hz,显示平均噪声电平,动态范围,压缩,/,噪声,受限于,100,kHz,to,1,MHz,动态范围依赖于到载波的间距,动态范围,雷达应用 指示运动目标,高的相位噪声引起目标判断混淆,目标反射信号,频谱分析仪测量方法,相位噪声测量结果,相位噪声测量,相位噪声是描述信号质量的重要指标单边带相位

3、噪声（SSB）是指相对于载波一定频偏处的1Hz带宽内的能量与载波电平的比值，相应的单位为dBc/Hz,直接频谱分析,测量载波功率 P0测量某一频偏 fm 处的噪声功率结果:,P0:载波功率Pnoise,fm:频偏 fm 处的噪声功率Bnoise:分辨率滤波器噪声带宽Dcorr:RMS-检波器(VBW 3 RBW,无平均):Dcorr=0 dB 取样检波器(VBW RBW):Dcorr=2.5 dB,参考信号,频率偏移300 kHz,显示300kHz频率偏移的相位噪声-130.72 dBc/Hz=D 10*log RBW,D=95.78 dB,频谱分析仪法,剩余噪声的计算,相位噪声显示的是单边带

4、噪声密度 L(f):是相位波动的频谱密度,dBc/Hz-W/Hz:,剩余调相,剩余调频,抖动,频谱分析仪法的优点,测试设置简单、快捷频率偏移范围大(高达 1 GHz)可以测试很多信号源的特性杂散发射邻信道功率泄漏高次谐波直接显示相位噪声（当调幅噪声忽略不计时）,频谱分析仪法的缺点与局限,频谱仪模式的不足和局限性,无法区分调幅噪声和相位噪声灵敏度受仪器固有的相位噪声限制无载波抑制小频偏时测量范围受分辨率带宽和滤波器选择性所限制动态范围有限,由于1Hz FFT滤波器形状带来的载波泄漏,频谱分析仪法的缺点与局限性,频谱仪测量相位噪声的误差源,当测量结果和频谱分析仪的固有指标可以相比拟时，校正频谱分析仪相位噪声带来的影响。,举例：如果测量结果比固有指标高3dB，那么，测量的相位噪声应该修正3dB。,频谱分析仪的线性误差参考电平设置的不确定误差（如果测量过程中参考电平有调整）衰减器切换不确度（如果测量过程中衰减器有调整）频率响应误差（频率偏移大于 100 kHz)带宽的不确定性(因为计算单位为 dBc/Hz),频谱仪测量相位噪声的误差源,谢谢大家!,