頻譜分析儀相位噪聲測(cè)量原理PPT課件

1、噪聲 白噪聲（whitenoise） 是指功率譜密度在整個(gè)頻域內(nèi)均勻分布的噪聲。所有頻率具有相同能量的隨機(jī)噪聲 高斯白噪聲（WGN） 高斯白噪聲的概念.白指功率譜恒定;高斯指幅度取各種值時(shí)的概率p(x)是高斯函數(shù). 加性高斯白噪聲（AWGN）從統(tǒng)計(jì)上而言是隨機(jī)無線噪聲，其特點(diǎn)是其通信信道上的信號(hào)分布在很寬的頻帶范圍內(nèi)。第1頁/共25頁相位噪聲 一純凈的正弦信號(hào)可表達(dá)為：V(t)=Vssin2f0t 由于噪聲的存在，該信號(hào)的相位是隨時(shí)間隨機(jī)變化的，因此該信號(hào)可表達(dá)為 V(t)=Vssin2f0t+(t)其中(t)是隨時(shí)間而變的相位起伏，也就是相位噪聲第2頁/共25頁l表示頻譜分析儀本振短期不穩(wěn)定

2、度。l混頻過程將任何本振不穩(wěn)定性變換為混頻分量。l噪聲邊帶常用dBc/Hz表示（相對(duì)載頻1Hz帶寬內(nèi)的功率）。噪聲邊帶又稱相位噪聲。噪聲邊帶第3頁/共25頁第4頁/共25頁噪聲邊帶對(duì)整機(jī)性能的影響測(cè)量頻率的下限頻率分辨率靈敏度動(dòng)態(tài)范圍被測(cè)信號(hào)的相噪第5頁/共25頁單邊帶相位噪聲-170-160-150-140-130-120-110-100-90-80-700.1110100100010000carrier offset /kHzphase noise/ dBc/(1 Hz)specificationtypicalFSIQ7 (spec)第6頁/共25頁噪聲邊帶噪聲邊帶降低對(duì)不等幅信號(hào)的分辨率

3、相位噪聲第7頁/共25頁噪聲邊帶動(dòng)態(tài)范圍受限于噪聲邊帶dBc/Hz顯示平均噪聲電平動(dòng)態(tài)范圍壓縮/噪聲受限于100 kHzto1 MHz動(dòng)態(tài)范圍依賴于到載波的間距動(dòng)態(tài)范圍第8頁/共25頁雷達(dá)應(yīng)用 指示運(yùn)動(dòng)目標(biāo)高的相位噪聲引起目標(biāo)判斷混淆目標(biāo)反射信號(hào)第9頁/共25頁頻譜分析儀測(cè)量方法第10頁/共25頁相位噪聲測(cè)量結(jié)果第11頁/共25頁第12頁/共25頁相位噪聲測(cè)量 相位噪聲是描述信號(hào)質(zhì)量的重要指標(biāo) 單邊帶相位噪聲（SSB） 是指相對(duì)于載波一定頻偏處的1Hz帶寬內(nèi)的能量與載波電平的比值，相應(yīng)的單位為dBc/Hz第13頁/共25頁直接頻譜分析1. 測(cè)量載波功率 P02. 測(cè)量某一頻偏 fm 處的噪聲功

4、率3. 結(jié)果:)log(10()(,0korrnoisefnoisemDHzBPPfLmP0:載波功率Pnoise,fm: 頻偏 fm 處的噪聲功率Bnoise: 分辨率濾波器噪聲帶寬Dcorr: RMS-檢波器 (VBW 3 RBW, 無平均):Dcorr = 0 dB 取樣檢波器 (VBW W/Hz:剩余調(diào)相剩余調(diào)頻抖動(dòng)21)(2ffnormrmsdffPD212)(2ffnormrmsdffPfFoscrmsrmsfjitter2第17頁/共25頁頻譜分析儀法的優(yōu)點(diǎn)m測(cè)試設(shè)置簡單、快捷m頻率偏移范圍大 (高達(dá) 1 GHz)m可以測(cè)試很多信號(hào)源的特性m雜散發(fā)射m鄰信道功率泄漏m高次諧波m直

5、接顯示相位噪聲（當(dāng)調(diào)幅噪聲忽略不計(jì)時(shí)）第18頁/共25頁頻譜分析儀法的缺點(diǎn)與局限第19頁/共25頁頻譜儀模式的不足和局限性無法區(qū)分調(diào)幅噪聲和相位噪聲靈敏度受儀器固有的相位噪聲限制無載波抑制小頻偏時(shí)測(cè)量范圍受分辨率帶寬和濾波器選擇性所限制動(dòng)態(tài)范圍有限第20頁/共25頁由于1Hz FFT濾波器形狀帶來的載波泄漏頻譜分析儀法的缺點(diǎn)與局限性第21頁/共25頁頻譜儀測(cè)量相位噪聲的誤差源1. 當(dāng)測(cè)量結(jié)果和頻譜分析儀的固有指標(biāo)可以相比擬時(shí)，校正頻譜分析儀相位噪聲帶來的影響 。舉例：如果測(cè)量結(jié)果比固有指標(biāo)高3dB，那么，測(cè)量的相位噪聲應(yīng)該修正3dB。第22頁/共25頁2. 頻譜分析儀的線性誤差3. 參考電平設(shè)置的不確定誤差（如果測(cè)量過程中參考電平有調(diào)整）4. 衰減器切換不確度（如果測(cè)量過程中衰減器有調(diào)整） 5. 頻率響應(yīng)誤差（頻率偏移大于 100 k