相位噪声的测量方法

引言

现代电子系统和设备都离不开相位噪声测试的要求，因为本振相位噪声影响着调频、调相系统的*终信噪比，恶化某些调幅检波器的性能；限制频移键控（FSK）和相移键控（PSK）的*小误码率；影响频分多址接收系统的**噪声功率等。在很多高级电子系统和设备中，核心技术中往往有一个低相位噪声频率源。在航天测控、通信、雷达等领域中，随着对系统测量灵敏度、传输误码率等技术指标要求的不断提高，相应对系统中用到的各种频率源的相位噪声提出了越来越高的要求。可见对相位噪声进行表征、测试以及如何减小相位噪声是现代电子系统中一个回避不了的问题。相位噪声测量方法较多，并正确分析相位噪声测量结果，显得尤为重要。

相位噪声一般是指在系统内各种噪声作用下引起的输出信号相位的随机起伏。通常相位噪声又分为频率短期稳定度和频率长期稳定度。所谓频率短期稳定度, 是指由随机噪声引起的相位起伏或频率起伏。至于因为温度、老化等引起的频率慢漂移,则称之为频率长期稳定度。通常我们主要考虑的是频率短期稳定度问题，可以认为相位噪声就是频率短期稳定度。

相位噪声测量方法

相位噪声作为频率领域稳定度的表征量，其表达方式一般有相位起伏谱密度，频率起伏谱密度，相对频率起伏谱密度和单边带相位噪声。而*常用到的就是单边带相位噪声，其基本定义是偏离载波频率f处，1Hz宽带内的噪声功率与载波总功率之比，其常用的测量方法有，直接频谱仪测量法，相位检波器法、鉴频器法、差拍计数器法和交叉相关测量法。

直接频谱仪测量法是这一种简单、有效并在工程测试中经常用到的测量方法。特别是现在高档的频谱仪一般都具有直接测量单边带相位噪声的功能，一个按键即可解决问题。

相位检波器法是一种应用*广泛、灵敏度高、分析频率范围宽、测量准确度**的一种测量方法。它用相位检波器把信号的相位起伏变换为电压起伏，由频谱仪测量相位起伏谱密度，再由相位起伏谱密度在小角度条件下，计算得到单边带相位噪声。

鉴频器法用鉴频器将被测的频率起伏变换为电压起伏，由频谱仪测量频率起伏谱密度，再由频率起伏谱密度换算成相位起伏谱密度，再由相位祈福谱密度在小角度条件下，计算得到单边带相位噪声。

差拍计数器法是一种时域分析法，适用于测量精密频率源的近载频相位噪声，在很靠近载频处，其灵敏度是**的。它采用时域测量阿伦方差的方法，通过时频域转换得到相位噪声，一般应用较少。

一套相位噪声分析仪对相位噪声的测量有至关重要的作用，本文给大家介绍一款相位噪声和阿伦方差同时测试的高精度噪声测试仪，这款产品是采用了先进的相位测量技术，使用9英寸触摸屏，4核处理器，4G内存，4G独显，60G固态硬盘和工控键盘等，开关机只需十秒左右，几秒以内就出现测试结果，实现图形化用户操作界面。工控键盘与触摸屏均可同时使用，使用操作简单，只需按下开始即可在几秒内进行测试，不需要熟练的技术工程师，就可轻易实现学习和使用。本套相位噪声分析仪实时显示测量结果，结果准确可靠，不需要附加数据处理即阿伦方差计算等软件程序。将精确的相噪和阿伦方差测量成本显著降低，覆盖几乎所有常用的频率源范围。达到-140 dBc/Hz@1 Hz,使其成为分析超低相噪频率源的**选择。

此款设备的功能及特点

1)   对500kHz-30MHz频率同时进行相噪和稳定度测试；

2)   高性价比的解决方案；

3)   同时测试相噪及稳定度；

4)   快速稳定，性能可靠；

5)   支持不同频率的输入和参考的测试；

6)   一键式操作，液晶显示面板，简洁、直观；

7)   高度集成，精度高，超低本底；

8)   无测量的校准要求，节省时间科研院所等对频率信号的质量要求较高的场合；可用于相控雷达阵、无线电导航系统、自动控制系统等测试；在计量部门、高精度振荡器设备生产厂家或使用者。

结束语

相位噪声是许多现代电子系统和设备的一项重要技术指标和关键性技术问题，通过相位噪声的表征和测试研究，找到影响频率源稳定性的因素、可应用于测控系统，衡量其频率源的质量，相位噪声的测量过程是一个比较复杂的过程，对测试人员的技术要求较高，但随着科学技术的发展，这种要求越来越低，相信其在工程中的应用空间越来越大。

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