測相位雜訊需要什麼儀器

Ⅰ 頻譜分析儀相位雜訊是什麼意思

相位雜訊從頻域描述了信號頻率的穩定度，是描述信號質量的重要指標。對於多普勒雷達系統、無線電通信、空間信號傳輸等應用有著重要的影響。對信號進行相位雜訊指標測量是現在工作中經常遇到的事情，本文首先從信號相位雜訊的定義入手，重點介紹使用信號分析儀進行相位雜訊測量的方法及注意事項。
1、相位雜訊是什麼？
在頻域內，一個理想正弦波信號的表現是一個單譜線；實際信號除了主信號之外還包括一些離散的譜線，它們是隨機的幅度和相位的抖動，在正常信號的左右兩邊以邊帶調制的形式出現。在頻域內信號的所有不穩定度總和表現為載波兩側的雜訊邊帶，邊帶雜訊是一個間接的測量與射頻信號功率頻譜相關雜訊功率的指標。邊帶雜訊可以表述為調頻邊帶雜訊和調幅邊帶雜訊。大多數的被相位雜訊測試系統測量信號的調幅邊帶功率相對調頻邊帶功率來說都很小，所以對大多數信號來說測量的邊帶雜訊就是調頻邊帶雜訊（即相位雜訊也稱單邊帶相位雜訊）。它的定義為1Hz帶寬內相位調制邊帶的功率和信號總功率的比值，單位為dBc/Hz。在信號/頻譜分析儀上，邊帶雜訊是相位雜訊和幅度雜訊的總和，通常當已知調幅雜訊遠小於相位雜訊時(小於
10dB以上)，在頻譜儀上讀出的邊帶雜訊即為相位雜訊。
在290K環境溫度下，雜訊功率基底是-174dBm/Hz。由於相位雜訊和調幅雜訊對熱雜訊的貢獻是等同的，所以相位雜訊對熱雜訊的貢獻是-177dBm/Hz，比熱雜訊低3dB。如果載波功率較小，例如-20dBm，相位雜訊就被限制到-157dBc/Hz（-177dBm/Hz-（-20dBm））。
下表是載波功率和相位雜訊極限值的對應表。
2、相位雜訊的測量
在頻域中，常用的相位雜訊測量方法主要有直接頻譜分析儀法、相位檢波器法、鑒頻器法和雙通道互相關法等。應該指出，在不同場合對相位雜訊的要求不同，測量方法也有所不同。典型的相位雜訊測量可以由專業相位雜訊測試系統完成，但這些專業設備的價格相當昂貴，而頻譜分析儀或者新一代的信號分析儀是相對常用的儀器，對一些相位雜訊指標要求不是很嚴格的場合，可以用信號/頻譜分析儀進行相位雜訊指標的測量。
通過譜分析進行相位雜訊測量的方法稱為直接頻譜分析儀法。該方法不僅能在分析儀上直接顯示相位雜訊的測量值，而且還可以同時准確地顯示是否有其他離散信號，具有簡單、靈活易用的特點。被測信號可以直接加到分析儀的射頻輸入口後，由分析儀直接進行分析測量；也可以現將被測信號與相位雜訊指標更好的參考信號混頻後，得到一合適中頻信號，再由分析儀對這一中頻信號進行分析。
隨著儀器儀表技術和功能的發展，現在高檔信號/頻譜分析儀大多具有相位雜訊測量選件。該選件測量界面和操作方法同專業的相位雜訊測量儀器類似，將信號接入分析儀後，設置合適的載波頻率或者進行載波自動搜索，然後設置測量的頻偏范圍，等待測量結束，一條完整的邊帶雜訊曲線就呈現在界面上，如果對某些點的值感興趣，打開標記功能，設置到相應的頻偏，標記就顯示出該點的測量結果。
信號/頻譜分析儀
相位雜訊選件測量界面
如果分析儀沒有相位雜訊測量選件，在頻譜分析功能下，進行一些相應的設置也可以對信號進行相位雜訊指標測試，測試結果和相位雜訊測量選件的測試結果是一樣的。下述的測試步驟是一種通用的具有頻譜分析功能的分析儀測量相位雜訊的測試步驟。
（1）
將被測信號與分析儀連接好後，在分析儀上設置與被測信號頻率相同的中心頻率和適當的分析帶寬（即頻寬）；此步驟可以用分析儀「標記到中心頻率」的標記功能，減小頻寬，然後再使用「標記到中心頻率」，直到載波信號在屏幕中央，頻寬適當（頻寬應等於或者略大於被測頻偏的兩倍）。
（2）在分析儀上設置合適的參考電平，參考電平設置應略大於或者等於被測載波信號的實際輸出電平值。此步驟可以用分析儀「標記到參考電平」的標記功能。此過程中，如果被測載波信號功率較小，應該在保證信號不壓縮的情況下，盡量採用小的衰減器檔位。
（3）設置適當的解析度帶寬和視頻帶寬：如果分析儀的這兩個參數處於自動關聯設置狀態可以免於操作，如果不是則需要手動設置，這兩個參數不宜設置太大，太大了影響指標測量的准確度，但是太小了會影響測量速度。可以先選擇較大的中頻帶寬，然後逐步減小，直至相位雜訊的測量值不再減小為止。
（4）打開「軌跡平均」功能；打開「標記」、搜索「峰值」，然後打開「差值標記」，設差值標記值為擬測量頻偏值，再從「標記功能」內打開雜訊標記功能。當前標記顯示的值即為載波信號在該頻偏處的相位雜訊值，單位為dBc/Hz。
信號/頻譜分析儀
頻譜分析下相位雜訊測量界面
3、測量的注意事項
（1）選用高性能信號分析儀或者頻譜分析儀
首先應盡量選用本底雜訊低的分析儀，因為所測量的相位雜訊下限取決於分析儀的本底雜訊。分析儀作為一種超外差的分析設備，最終的測量結果是外部輸入信號同本機內部本振信號疊加的結果，如果外部輸入信號的相位雜訊指標高於分析儀本身的指標，測量的結果實際是分析儀的相位雜訊。只有外部信號的相位雜訊指標要比分析儀指標差時（差3dB以上），測量的結果才是正確的。直接頻譜法不適合於更低噪底的高性能晶振或者直接式頻綜的測試。
（2）測量結果為組合雜訊
不論是使用分析儀的相位雜訊選件還是頻譜分析功能下手動測量，分析儀均不能把調幅雜訊和調頻雜訊區分開來，所以測量結果是調幅和調頻雜訊的總和。為了精確測量相位雜訊，一般要求被測信號的調幅雜訊要比調頻雜訊小得多（小10dB以上），測量結果基本為相位雜訊。
（3）注意分析儀的動態范圍對測量的影響
動態范圍代表了分析儀的測量范圍，其下限取決於分析儀自身靈敏度和相位雜訊，其上限取決於1dB壓縮點。在偏離載波較近處能達到的動態范圍的下限主要取決於分析儀自身的相位雜訊，在偏離載波較遠處分析儀自身的相位雜訊很低，動態范圍的下限主要取決於分析儀的靈敏度。由於分析儀無載波抑制功能，測量的動態范圍受限，尤其是測量偏離載波較遠處的相噪時，需要判斷測量是否受限於分析儀的動態范圍，以免測量結果產生錯誤。
(4)減少外界環境對測量結果的影響
信號的頻譜漂移會給相噪量結果帶來很大的誤差，甚至無法測量。被測設備和測量儀器在測量進行前都需要充分預熱使其達到穩定的工作狀態，分析儀的預熱時間通常要求大於10分鍾。儀器連接要牢固，盡量避免振動，測量時最好把儀器放置在能吸收振動的防振墊上，減少或者消除振顫雜訊。為了減少外界環境對測量結果的影響，有條件的地方最好在屏蔽室內測量。
（5）注意對測量結果的修正
大多數採用模擬中頻的老式頻譜分析儀都採用對數中頻放大器和峰值檢波器。對數中頻放大器對雜訊信號峰值的放大作用小於其他的雜訊信號，使得測量值偏低；用取樣檢波或者峰值檢波器測量雜訊時，則會引入測量誤差。對數中頻放大器和檢波器引入的誤差通常為2.5dB，即在原有的測量結果上需加上2.5dB。當分析儀處於快速傅里葉變換（FFT）工作模式時，其測量結果是離散的時域峰值響應的頻域變換值，不受峰值檢波器、視頻濾波器、雜訊帶寬等因素的影響，測量結果無需修正。在高檔的信號/頻譜分析儀中，只要打開「雜訊標記」功能，檢波方式和誤差修正系數會自動耦合，標記的讀數即是經修正後的歸一化的相位雜訊測量結果。

Ⅱ 相位雜訊的介紹

相位雜訊（Phase noise）是指系統（如各種射頻器件）在各種雜訊的作用下引起的系統輸出信號相位的隨機變化。它是衡量頻率標准源（高穩晶振、原子頻標等）頻穩質量的重要指標，隨著頻標源性能的不斷改善，相應雜訊量值越來越小，因而對相位雜訊譜的測量要求也越來越高。傳統的零拍測量法已面臨嚴重的挑戰，特別是在如何減少測量系統本身的雜訊對測量結果的影響，提高系統的測量靈敏度方面尤為困難。

Ⅲ 頻譜儀在相位雜訊測量中是怎麼應用

首先，測相噪的頻譜儀本身應有比被測要好的相噪指標。在測量信號源的相噪時，測量載頻和一定頻偏處的電平差就行了，再將測量結果減去10lgRBW。

Ⅳ 什麼叫相位雜訊 再頻譜測試中用什麼作用呢

沒有一種振盪器是絕對穩定的。雖然我們看不到頻譜分析儀本振系統的實際頻率抖動，但仍能觀察到本振頻率或相位不穩定性的明顯表徵，這就是相位雜訊（有時也叫雜訊邊帶）。

它們都在某種程度上受到隨機雜訊的頻率或相位調制的影響。本振的任何不穩定性都會傳遞給由本振和輸入信號所形成的混頻分量，因此本振相位雜訊的調制邊帶會出現在幅度遠大於系統寬頻底噪的那些頻譜分量周圍。顯示的頻譜分量和相位雜訊之間的幅度差隨本振穩定度而變化，本振越穩定，相位雜訊越小。它也隨解析度帶寬而變，若將解析度帶寬縮小 10 倍，顯示相位雜訊電平將減小 10 dB。

相位雜訊頻譜的形狀與分析儀的設計，尤其是用來穩定本振的鎖相環結構有關。在某些分析儀中，相位雜訊在穩定環路的帶寬中相對平坦，而在另一些分析儀中，相位雜訊會隨著信號的頻偏而下降。相位雜訊採用 dBc（相對於載波的 dB 數）為單位，並歸一化至 1 Hz 雜訊功率帶寬。有時在特定的頻偏上指定，或者用一條曲線來表示一個頻偏范圍內的相位雜訊特性。

通常，我們只能在解析度帶寬較窄時觀察到頻譜儀的相位雜訊，此時相位雜訊使這些濾波器的響應曲線邊緣變得模糊。使用前面介紹過的數字濾波器也不能改變這種效果。對於解析度帶寬較寬的濾波器，相位雜訊被掩埋在濾波器響應曲線的邊帶之下，正如之前討論過的兩個非等幅正弦波的情況。

一些現代頻譜儀或信號分析儀（例如是德科技 X 系列）允許用戶選擇不同的本振穩定度模式，使得在各種不同的測量環境下都能具備最佳的相位雜訊。

在任何情況下，相位雜訊都是頻譜儀分辨不等幅信號能力的最終限制因素。如圖所示，根據 3 dB 帶寬和選擇性理論，我們應該能夠分辨出這兩個信號，但結果是相位雜訊掩蓋了較小的信號。

Ⅳ 相位雜訊是什麼意思

相位雜訊是衡量頻率標准源（高穩晶振、原子頻標等）頻穩質量的重要指標，隨著頻標源性能的不斷改善，相應雜訊量值越來越小，因而對相位雜訊譜的測量要求也越來越高。傳統的零拍測量法已面臨嚴重的挑戰，特別是在如何減少測量系統本身的雜訊對測量結果的影響，提高系統的測量靈敏度方面尤為困難。

Ⅵ 相位測量器哪個城市用的最多

相位雜訊概覽

相位雜訊是衡量信號發生器件品質的最重要指標之一，在航空航天與國 防以及通信領域的應用中起著重要的作用。 相位雜訊是表徵頻率穩定性的基本概念。頻率穩定性是指振盪源在規定 的時間段內產生相同頻率的一種度量。頻率穩定性又分為長期穩定性和短期穩定性。

長期頻率穩定性描述幾小時、幾天、幾個月甚至幾年內的頻率變化特性。而短期頻率穩定性指若干秒內額定載波頻率的變化。這里主要介紹短期頻率穩定性。 在量化相位雜訊的眾多技術指標中，最常用的測量指標是「單邊 帶(SSB) 相位雜訊」。從數學角度來講，美國國家標准與技術研究 院(NIST)將其定義為偏離載波頻率處單位帶寬內的單邊帶信號功率與載波信號總功率的比值。

主要的相位雜訊測量技術
直接頻譜技術

這是最簡單最經典的相位測量技術。如圖 1 所示，將被測件 (DUT) 的信號輸入頻譜儀/信號分析儀，將信號分析儀調諧到被測件頻率，直接測量振盪器的功率譜密度。由於該方法對頻譜密度的測量是在存在載波的情況下進行，因此頻譜儀/信號分析儀的動態范圍對測量范圍有較大影響。

雖然不太適合測量非常靠近載波的相位雜訊，但該方法可以非常方便地快速測定具有相對高雜訊的信號源質量。測量在滿足以下條件時有效:

● 頻譜儀/信號分析儀在相關偏置時的本身 SSB 相位雜訊必須低於被測件雜訊。

● 由於頻譜儀/信號分析儀測量總體雜訊功率，不會區分調幅雜訊與相位雜訊，被測件的調幅雜訊必須遠低於相位雜訊 (通常 10 dB 即可)。

圖 1. 直接頻譜測量技術

相位雜訊測量系統 | Keysight
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鑒相器技術

如果需要分離相位雜訊和調幅雜訊，則需使用鑒相器法進行相位雜訊的測量。圖 2 描述了鑒相器技術的基礎概念。鑒相器可將兩個輸入信號的相位差轉換為鑒相器輸出端的電壓。相位差設置為 90° (正交) 時，電壓輸出為 0 V。偏離正交的任何相位波動都將引發輸出端的電壓變化。

圖 2. 鑒相器技術的基礎概念

目前已根據鑒相器原理開發了多種測量方法。其中，參考信號源 /PLL (鎖相環) 和鑒頻器方法應用最廣泛。

E5505A 相位雜訊測量解決方案：50kHz ~ 110 GHz

E5505A 解決方案以「鑒相器」技術為基礎，專門用於測量被測件的相位雜訊性能。它是一個模塊化系統，支持廣泛的系統元器件選擇，可滿足不同的相位雜訊測量需求。E5500 體系結構可支持標准儀器、相位雜訊元器件和 PC 軟體，具有最高的靈活性和資產重復利用率。

參考信號源/PLL 方法

如圖 3 所示，該方法是將雙平衡混頻器用作鑒相器。兩個信號源，分別來自被測件和參考信號源，為混頻器提供輸入。調整參考信號源與被測件具有相同的載波頻率 (fc)，並設為額定相位正交 (異相 90°)。混頻器的相加頻率 (2fc) 將由低通濾波器 (LPF) 濾出，混頻器的相減差頻為 0 Hz (dc)，平均電壓輸出為 0 V。

該直流信號帶有交流電壓波動，該波動與兩個輸入信號的合成 (總 rms)雜訊成比例。為了精確測量被測件信號的相位雜訊，參考信號源的相位雜訊應該低至可忽略水平，或者得到了很好的表徵。基帶信號通常會在放大後輸入基帶頻譜分析儀。

參考信號源/PLL 方法提供最佳的總體靈敏度和最廣泛的測量范圍 (例如 0.01 Hz 至 100 MHz 的頻率偏置范圍)。另外，該方法對 AM 雜訊不敏感，並可以跟蹤漂移信號源。但是該方法需要一個干凈的可電子調諧參考信號源，而且在測量高漂移率信號源時需要參考信號源必須具有寬的調諧范圍。

Ⅶ 微波六大測試儀器

網路分析儀
頻譜分析儀
功率計
信號源
雜訊系數分析儀
相位雜訊測試儀

Ⅷ 頻譜儀的測試的相位雜訊是什麼意思

相位雜訊一般是用來衡量信號的頻譜純度的。通常情況下，一個單頻率正弦信號在頻域上應該就是一個單脈沖，而實際觀察中，會發現在頻譜上在這個頻率周圍起刺，感覺低噪被抬起來了，而且越接近信號頻率，雜訊越高，相位雜訊就是描述這種雜訊干擾的。在某個頻率（一般是1GHz）下1Hz的RBW，雜訊功率與載波的比值。而且，用頻譜儀可以測量一個信號源的相位雜訊是多少，當然要取決於頻譜儀本身的相噪參數是優於信號源的情況。