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介绍相位噪声测试方案

Duke 2020-11-11 12:09 次阅读

每当介绍相位噪声测试方案时,都会提到时间抖动,经常提到二者都是表征信号短期频率稳定度的参数,而且是频域和时域相对应的参数。正如题目所示,相位噪声与时间抖动有着一定的关系,那么相噪是与哪种类型的抖动相对应,彼此之间又有着怎样的数学关系,这些疑问都将在文中找到答案。

1.相位噪声与时间抖动概述

相位噪声通常是针对CW信号而言的,是表征信号频谱纯度的非常重要的参数,衡量了信号频率的短期稳定度。相位噪声是频域的参数,在时域还有一个与之对应的参数——随机抖动,二者之间存在一定的数学关系,可以相互转换。

在前面关于相位噪声测试的文章中,给出了IEEE早期关于相噪的定义,同样的,关于时间抖动,SONET规范也给出了相应的定义:

“Jitterisdefinedastheshort-termvariationsofadigitalsignal’ssignificantinstantsfromtheiridealpositionsintime”.

抖动定义中给出了三个要素:

(1)significantinstants,通常是指信号的上升沿或者下降沿;
(2)idealpositionsintime,这是指信号上升沿或下降沿在时间维度上的理想位置;
(3)short-termvariations,信号实际上升沿或下降沿相对于理想位置时间偏移的短期波动。

虽然定义中只提到了数字信号,但实际上具有普遍适用性,当然对于CW信号也是适用的。

上述定义所给出的是一种综合性抖动,按照不同的原因机制,又可以分解为多种不同的抖动分量,包括:随机抖动,周期性抖动,数据相关抖动,占空比失真等。

CW信号可以理解为一种特殊的数字码流信号,理论上只有随机抖动和周期性抖动这两种分量。随机抖动是由宽带噪声引起的,周期性抖动是由串扰引起的,从产生机制上讲,都相当于对信号进行了调频或者调相。

高端的频谱仪及专业的相噪测试设备,除了能够给出相位噪声,还可以测试载波附近的spur。根据产生的机制可以判定,相位噪声是与随机抖动相对应的,spur是与周期性抖动相对应的。

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