相位噪声的含义和测量方法

① 如何使用频谱仪测量时钟信号相位噪声

首先，测相噪的频谱仪本身应有比被测要好的相噪指标。在测量信号源的相噪时，测量载频和一定频偏处的电平差就行了，再将测量结果减去10lgRBW。

② 频谱仪的测试的相位噪声是什么意思

是用来衡量本振等单音信号频谱纯度的一个指标，在时域表现为信号过零点的抖动。理想的单音信号，在频域应为一脉冲，而实际的单音总有一定的频谱宽度，一般的本振信号可以认为是随机过程对单音调相的过程，因此信号所具有的边带信号被称为相位噪声。相位噪声在频域的可以这样定量描述：偏离中心频率多少Hz处，单位带宽内的功率与总信号功率相比。如GRATTEN的频谱仪的相位噪声：-95dBc/Hz@10kHz.

③ 使用频谱仪测试相位噪声的操作步骤

使用频谱仪测试相位噪声测量不需要按步骤完成，只需要注意以下事项：

应尽量选用本底噪声低的分析仪，因为所测量的相位噪声下限取决于分析仪的本底噪声。分析仪作为一种超外差的分析设备，最终的测量结果是外部输入信号同本机内部本振信号叠加的结果，如果外部输入信号的相位噪声指标高于分析仪本身的指标，测量的结果实际是分析仪的相位噪声。

只有外部信号的相位噪声指标要比分析仪指标差时（差3dB以上），测量的结果才是正确的。直接频谱法不适合于更低噪底的高性能晶振或者直接式频综的测试。

不论是使用分析仪的相位噪声选件还是频谱分析功能下手动测量，分析仪均不能把调幅噪声和调频噪声区分开来，所以测量结果是调幅和调频噪声的总和。为了精确测量相位噪声，一般要求被测信号的调幅噪声要比调频噪声小得多（小10dB以上），测圆盯量结果基本为相位噪声。

动态范围代表了分析仪的测量范围，其下限取决于分析仪自身灵敏度和相位噪声，其上限取决于1dB压缩点。在偏离载波较近处能达到的动态范围的下限主要取决于分析仪自身的相位噪声，在偏离载波较远处分析仪自身的相位噪声很低，动态范围的下限主要取决于分析仪的灵敏度。

由于分析仪无载波抑制功能，测量的动态范围受限，尤其是测量偏离载波较远处的相噪时，需要判断测量是否受限于分析仪的动态范围，以免测量结果产生错误。

信号的频谱漂移会给相噪量结果带来很大卜塌的误差，甚至无法测量。被测设备和测量仪器在测量进行前都需要充分预热使其达到稳定的工作状态，分析仪的预热时间通常要求大于10分钟。

仪器连接要牢固，尽量避免振动，测量时最好把仪器放置在能吸收振动的防振垫上，减少或者消除振颤噪声。为了减少外界环境对测量结果的影响，有条件的地方最好在屏蔽室内测量。

(3)相位噪声的含义和测量方法扩展阅读：

常用的相位噪声测量方法主要有直接频谱分析仪法、相位检波器法、鉴频器法和双通道互相关法等。应该指出，在不同场合对相位噪声的要求不同，测量方法也有所不同。

典型的相位噪声测量可以由专业相位噪声测试系统完成，但这些专业设备的价格相当昂贵，而频谱分析仪或者新一代的仪是相对常用的仪器，对一些相位噪声指标要求不是很严格的场合，可以用信号／频谱分析仪进行相位噪声指标的测量。

通过谱分析进行相位噪声测量的方法称为直接频谱分析仪法。该方法不仅能在分析仪上直接显示相位噪声的测量值，而且还可以同时准确地显示是否有其他离散信号，具有简单、灵活易用的特点。被测信号可以直接加到分析仪的射频输入口后，由分析仪直接型腔圆进行分析测量；

也可以现将被测信号与相位噪声指标更好的参考信号混频后，得到一合适中频信号，再由分析仪对这一中频信号进行分析。