如何利用頻譜分析儀測(cè)信號(hào)的相位噪聲

發(fā)布日期：2023-09-26 10:07:05 瀏覽數(shù)：

　　一、什么是相位噪聲？

　　我們?cè)谏漕l微波領(lǐng)域評(píng)價(jià)一個(gè)信號(hào)常常用戶頻率和功率這兩個(gè)指標(biāo)。一個(gè)連續(xù)波信號(hào)CW，如晶振、信號(hào)發(fā)生器，我們常常評(píng)價(jià)說(shuō)頻率是多少Hz，功率是多少dBm。但是還有一個(gè)我們繞不開(kāi)的指標(biāo)就是相位噪聲，由于我們的信號(hào)不可能是一個(gè)理想的信號(hào)，所以相位噪聲就是描述連續(xù)波CW頻譜純度的一個(gè)非常重要的指標(biāo)，它可以評(píng)價(jià)一個(gè)信號(hào)短時(shí)間內(nèi)的頻率穩(wěn)定度，而一個(gè)射頻信號(hào)的相噪對(duì)于整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)或者射頻系統(tǒng)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。

　　一般來(lái)說(shuō)相位噪聲定義為在距離某工作頻點(diǎn)的一定頻偏處的噪聲功率譜密度與工作頻點(diǎn)的功率比值，一般指的是單邊的相位噪聲，單位為dBc/Hz,舉例：-120 dBc/Hz 1 GHz，偏移20 kHz(典型值）。

如何利用頻譜分析儀測(cè)信號(hào)的相位噪聲(圖1)

　　二、相位噪聲對(duì)信號(hào)意味著什么？

　　理想的連續(xù)波信號(hào)CW是單根譜線，但實(shí)際比如有相位噪聲的存在，距離譜線越遠(yuǎn)邊帶的幅度越小，相位噪聲也就越小。一般相位噪聲包含了相位噪聲還有調(diào)幅噪聲。

　　所以一個(gè)好的信號(hào)源比如有非常低的相位噪聲，也就是非常好的頻譜純度。如果是一個(gè)振蕩器，有好的相位噪聲，就可以輸出純凈的頻譜純度，在整個(gè)系統(tǒng)中就可以保證更好的射頻鏈路指標(biāo)和性能。若是一個(gè)接收機(jī)的本振信號(hào)，優(yōu)秀的相位噪聲指標(biāo)，就意味著可以剛好的還原載波調(diào)制信息，提高信噪比，獲得高效的接受能力。

　　三、測(cè)量相位噪聲有哪些方法？

　　對(duì)于相位噪聲的測(cè)量，業(yè)界常用的方法有兩種：基于頻譜儀的測(cè)試方法和基于鑒相器的測(cè)試方法?；阼b相器方法的儀器，是更加專(zhuān)用的設(shè)備，當(dāng)然也是更加專(zhuān)業(yè)的設(shè)備，價(jià)格不菲，對(duì)于一般的測(cè)試我們選用更加通用的頻譜分析儀方法。

　　高端的頻譜分析儀有自動(dòng)化的測(cè)量選件，可以快速簡(jiǎn)便的進(jìn)行測(cè)量和讀數(shù)。我們今天重點(diǎn)討論使用性價(jià)比更高的通用頻譜分析儀進(jìn)行手動(dòng)的相位噪聲測(cè)量。

　　四、利用頻譜分析儀測(cè)試相位噪聲

　　1、首先查看使用頻譜分析儀的本身的相位噪聲指標(biāo)，通常被測(cè)信號(hào)的相位噪聲指標(biāo)要大于頻譜分析儀本身相位噪聲的10dB以上才能保證測(cè)試精度。

　　2、設(shè)置被測(cè)信號(hào)的頻率和功率，或者預(yù)先了解其基本的頻率和功率指標(biāo)，為了更加精準(zhǔn)的測(cè)試功率設(shè)置適當(dāng)大些，比如在0dBm左右，

　　3、選用好的射頻線纜和連接器連接被測(cè)物DTU與頻譜分析儀的輸入端口；

　　4、設(shè)置頻譜分析儀的中心頻率和掃款，比如被測(cè)信號(hào)是1GHz，我們就設(shè)置中心頻率為1GHz，掃寬為50kHz；

　　5、跟進(jìn)需要調(diào)整頻譜分析儀前端的衰減值，若功率較小，為降低底噪，可以打開(kāi)預(yù)防;

　　6、設(shè)置頻譜分析儀的檢波方式為采樣，設(shè)置跡線為平均，平均數(shù)默認(rèn)100即可；

　　7、設(shè)置分辨率RBW為100Hz，VBW自動(dòng)即可；

　　8、設(shè)置光標(biāo)MARKER，設(shè)置目標(biāo)差值，比如10kHz；

　　9、設(shè)置峰值PEAK，選擇PEAK功能鍵PEAK function，選擇噪聲光標(biāo)；

　　10、讀取差值頻率處功率譜密度值，讀取工作頻點(diǎn)功率值；