相位噪聲(PN9000)對(duì)抖動(dòng)的換算

1、相位噪聲對(duì)抖動(dòng)的換算1. 引言本文的目的是基于按相位噪聲曲線對(duì)抖動(dòng)的換算。 2 典型的相位噪聲曲線L （f ） 3. 相位噪聲曲線說明在這個(gè)曲線圖中可以看到它由不同的直線組成。這意味著噪聲的過程遵循一個(gè)動(dòng)力（power ）定律：L(f 是每一個(gè)組成的總和： : =4010(10 (f h Log f L(1.1每一個(gè)噪聲過程能夠用 dB 及用一個(gè)對(duì)數(shù)比例曲線來表達(dá)：XaxisslopeoriginYaxisdB f Log h Log f L Log f L (10 (10 (10 (101010=(1.2L （1Hz ）給出每一個(gè)直線的h 系數(shù)。.(10 ( (101010f Log f L

2、 hLog H dB +=及(1.3 4. 抖動(dòng)相位噪聲關(guān)系一個(gè)正弦波輸出信號(hào)能夠用下述數(shù)字來表達(dá)：(2sin ( (00t t f t A t V +=(2.1此處 :A 0= 額定峰值電壓(t = 與額定的振幅的偏差 f 0 = 額定基頻(t = 與額定的相位偏（t ）及（t ）在理想上所有時(shí)間將為零。然而，振蕩器不是理想的，由于飽和過程，（t ）是幾乎可忽略，公式（2.1）可寫成：+=2 (2sin (000f t t T A t V 式中01f T =(2.2 Sin （x ）函數(shù)在x=2時(shí)等于零，因此（2.2）式可消去成為：2(1(00=+=t T T T t (2.3抖動(dòng)可描述為周

3、期性的有關(guān)擾動(dòng)：(2.4此處J UI 是抖動(dòng)用UI 作單位。S 是相位波動(dòng)的頻譜密度和它能直覺地理解為HzBW =12 所以:=2121(2 (2f f f f df f L df f S (2.5最后，抖動(dòng)用（2. 6）式來計(jì)算 (2.6現(xiàn)在主要的問題是在相位噪聲測(cè)量的基礎(chǔ)上來計(jì)算這積分式。5. 歸納 : 6. 積分的相位噪聲計(jì)算基本上有兩個(gè)方法能用來計(jì)算L （f ）的積分，這取決于現(xiàn)成的數(shù)據(jù)： “圖”解法 數(shù)字方法6.1. “圖”解法步驟：1. 用直線近似地畫出L （f ）的曲線圖；2. 用公式（1.3）計(jì)算動(dòng)力定律的每一個(gè)h 系數(shù)； 3. 用下面的表格公式計(jì)算各個(gè)積分的總和； 4. 用公

4、式（2.6）用UI rms為單位計(jì)算6.1.1例子PN9000計(jì)算結(jié)果 斜率 f m Hz L m dB h f min Hz f max Hz Jitter UI4 1 -39 1.259 E-4 1 3 4.041 E-5 3 10 -73 5.012 E-5 3 80 2.780 E-6 2 1E3 -122 6.310 E-7 80 800 7.098 E-9 1 10E3 -131 7.940 E-10 800 660E3 5.334 E-9 0 1E6 -149 1.259 E-15660E3 1E64.280 E-10= (由于 f 0 = 70MHz 我們得到6.1.2 附注1

5、. 結(jié)果是接近PN9000相位噪聲系統(tǒng)計(jì)算的結(jié)果。2. 由于采用直線擬合曲線，其結(jié)果是比數(shù)字積分計(jì)算出的值往往要小一 些。 3. 把直線的數(shù)增加，為了近擬相位噪聲曲線，使更精確。4. 相位噪聲曲線圖通常在100kHz 及1MHz 之間呈現(xiàn)斜率為零。在這種情況對(duì)SDH/SONT計(jì)算的結(jié)果（例如在=12kHz到5 MHz之間），推論超過1 MHz范圍是可能的。6.2 數(shù)字計(jì)算方法積分的相位噪聲計(jì)算是基于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)（L f ）的建立。最簡(jiǎn)單的方法是采用“梯形方法（Trapeziummethod ）+=21( (21(12x x x f x f x dx x f在我們的情況下 此處“min ”及“max

6、 ”對(duì)應(yīng)在數(shù)據(jù)陳列中f 1及f 2的位置。6.2.1. 例子 6.2.2附注在某些情況，曲線圖顯示出寄生振蕩頻譜線（如50Hz 等）。這些曲線不予考慮。7. PN900 測(cè)試系統(tǒng) PN 9000 DC-1MHz PHASE MEASUREME SYSTE REM. ERR. MEAS. BATT. ON OUTPUT ±10Vp 600 W PHASE DC-40MHz 5MHz-1.7GHz F p/8 0 p/8 EXTERNAL R.F. NOISE DEMOD. TUNE VOLTAGE INPUT ±1Vp 1K W INPUT 20dBm Min 50 W 20dBm Max AUX. MONITOR L.O. OUTPUT ±20Vp 600 W STD.BY LINE NOISE OUTPUT PN9470-0 LOCK CONTROL PN9450-0 OUTPUT ±2Vp 1KW INPUT 0dBm Min 50 W STATUS PN9060-0 LOW NOISE AMPLIFIER PN9420-0 RF PHASE DETECTOR PN9310-0 電池 BATT. BATT. 電池 BATT. VCO