對(duì)于終端通信，如果接收機(jī)本振相位噪聲較弱，信道附近有強(qiáng)單音干擾，下變頻時(shí)由于交叉調(diào)制，信道噪聲增大。結(jié)果信噪比很差，極端情況下根本談不上！

對(duì)于衛(wèi)星通信，發(fā)射機(jī)本振的相位噪聲差直接降低了數(shù)字調(diào)制信號(hào)的質(zhì)量，模糊了星座，降低了EVM。高效的數(shù)據(jù)傳輸！晶體濾波器 介質(zhì)波導(dǎo)濾波器 大功率介質(zhì)濾波器 

對(duì)于雷達(dá)，如果整機(jī)本振相位噪聲較差，部分目標(biāo)的微弱回波信號(hào)會(huì)被鎖定在強(qiáng)回波信號(hào)的邊帶內(nèi)，無(wú)法正常檢測(cè)到！

可見(jiàn)，相位噪聲性能是保證系統(tǒng)性能的重要前提！

因此，在器件開(kāi)發(fā)階段通過(guò)適當(dāng)?shù)臏y(cè)量來(lái)測(cè)試相位噪聲性能非常重要。如何檢查信號(hào)的相位噪聲性能？

工業(yè)上常用的相位噪聲測(cè)試方法包括基于頻譜分析儀的方法和基于鑒相器的方法。使用頻譜分析儀測(cè)試相位噪聲可分為直接校準(zhǔn)和使用特殊相位噪聲選項(xiàng)的自動(dòng)測(cè)試。直接校準(zhǔn)方式，手動(dòng)測(cè)試比較經(jīng)濟(jì)，但是操作比較麻煩，可以使用相位噪聲選項(xiàng)自動(dòng)完成測(cè)試工作或者自己提供相位噪聲曲線，但一定要買！基于鑒相器法的設(shè)備是比較專業(yè)的相位噪聲測(cè)試設(shè)備，測(cè)試功能更強(qiáng)大，當(dāng)然也更貴。

在研發(fā)階段，如果只想看到特定頻偏處的相位噪聲，不需要直接獲取相位噪聲曲線，可以考慮使用頻譜分析儀自行校正信號(hào)相位噪聲。下面還描述了手動(dòng)校準(zhǔn)方法。

本文首先介紹了相位噪聲的定義，然后介紹了影響頻譜儀相位噪聲測(cè)試能力的因素，最后給出了無(wú)源相位噪聲測(cè)試的關(guān)鍵步驟和注意事項(xiàng)。

相位噪聲是如何定義的？

相位噪聲的定義是眾所周知的。從如圖1可以看出，特定頻偏處的噪聲功率譜密度與載波fc處的載波功率之比通常為相位噪聲的dBc/Hz。 SSB PN）“c”表示可以理解為載波，表示相對(duì)于載波的級(jí)別。同樣，單位dBc 常用于描述諧波失真的程度。

對(duì)于理想的CW信號(hào)，頻譜是單條譜線，但實(shí)際上存在相位噪聲，所以頻譜有一個(gè)類似如圖1的邊帶。當(dāng)您遠(yuǎn)離載波時(shí)，邊帶尺寸會(huì)減小，從而產(chǎn)生相位噪聲。也更好。

在存在相位噪聲的情況下，信號(hào)相位隨機(jī)波動(dòng)。信號(hào)有邊帶的原因如如圖1 是相位噪聲相位將信號(hào)調(diào)制成寬帶噪聲！當(dāng)然，信號(hào)的幅度也是有波動(dòng)的，這與寬帶噪聲對(duì)信號(hào)的幅度調(diào)制是一樣的，這種噪聲的一部分稱為幅度調(diào)制噪聲。相位噪聲和AM 噪聲的共存導(dǎo)致信號(hào)具有特定邊帶。

實(shí)際上，按照上述定義得到的相位噪聲測(cè)試結(jié)果有相位噪聲和調(diào)幅噪聲，一般來(lái)說(shuō)調(diào)幅噪聲遠(yuǎn)小于相位噪聲，可以忽略不計(jì)，因此將實(shí)驗(yàn)結(jié)果視為相位噪聲。基于頻譜分析儀的相位噪聲測(cè)試就是這種情況，無(wú)論是直接校準(zhǔn)還是自動(dòng)測(cè)試。要分離相位噪聲和AM噪聲，只能使用相位檢測(cè)測(cè)試方法。

從調(diào)幅噪聲中分離相位噪聲的能力只是相位檢測(cè)器測(cè)試方法的一個(gè)特點(diǎn)。鑒相器法的主要目的是提高相位噪聲測(cè)試靈敏度，提高相位噪聲測(cè)試能力！

圖1. SSB 相位噪聲的定義

決定頻譜儀相噪測(cè)試能力的因素有哪些？

有這樣的混亂。頻譜分析儀如何具有相位噪聲指示器？相位噪聲指示器不是信號(hào)源的指示嗎？后來(lái)才知道，頻譜儀的相位噪聲其實(shí)就是內(nèi)部LO信號(hào)的相位噪聲，決定了頻譜儀近端相位噪聲的測(cè)試能力。頻譜儀本身的相位噪聲越低，其測(cè)試相位噪聲的能力就越強(qiáng)！恒溫晶振

頻譜分析儀的相位噪聲如何影響其測(cè)試相位噪聲的能力？

以圖2 為例，假設(shè)RF 信號(hào)是理想的，LO 信號(hào)具有特定的邊帶。在中頻。混頻器實(shí)際上起到乘法器的作用，當(dāng)射頻信號(hào)與本振信號(hào)相乘實(shí)現(xiàn)下變頻時(shí)，它也將本振信號(hào)邊帶中包含的頻率分量相乘，因此邊帶也進(jìn)行了頻率轉(zhuǎn)換。中頻附近。這在一些文獻(xiàn)中被稱為混頻，它會(huì)導(dǎo)致LO 信號(hào)的邊帶轉(zhuǎn)移到IF。

近端相位噪聲測(cè)試通常只關(guān)注頻率偏移為1 MHz 范圍內(nèi)的相位噪聲，當(dāng)考慮雙邊帶時(shí)，它對(duì)應(yīng)于fc1 MHz 范圍內(nèi)的邊帶。對(duì)于混頻器，在窄至2 MHz 的帶寬內(nèi)，可以認(rèn)為轉(zhuǎn)換損耗是恒定的。也就是說(shuō)，在圖2 所示的示例中，IF 信號(hào)的相位噪聲與LO 信號(hào)的相位噪聲相同！這個(gè)相位噪聲就是頻譜儀本身的相位噪聲“底噪”，通常稱為相位噪聲測(cè)試靈敏度，決定了頻譜儀測(cè)試相位噪聲的能力。

當(dāng)然，如果被測(cè)信號(hào)的相位噪聲低于頻譜儀本身的相位噪聲，那么就無(wú)法測(cè)量出信號(hào)的實(shí)際相位噪聲電平。在檢查頻譜儀的相位噪聲系數(shù)時(shí)，通常會(huì)選擇相位噪聲較好的信號(hào)源，相位噪聲測(cè)試結(jié)果可以反映頻譜儀本身的水平。

要準(zhǔn)確測(cè)試信號(hào)的相位噪聲，頻譜儀本身的相位噪聲必須比被測(cè)信號(hào)的相位噪聲好很多，經(jīng)驗(yàn)表明至少要好10dB才能保證測(cè)試精度。

圖2. LO 的相位噪聲由于混頻而傳播到IF 輸出信號(hào)。

以上介紹了影響近端相位噪聲測(cè)試能力的因素，隨著頻偏的增加，本振信號(hào)的相位噪聲也逐漸降低。它不再是LO 的相位噪聲，而是儀表的本底噪聲。

如何確定頻譜分析儀的本底噪聲是否影響遠(yuǎn)程相位噪聲測(cè)試？

您可以嘗試兩種方法。

(1) 降低信號(hào)功率，觀察遠(yuǎn)端邊帶是否也降低，如果沒(méi)有變化，說(shuō)明本底噪聲正在影響遠(yuǎn)端相位噪聲測(cè)試。這意味著本底噪聲會(huì)影響測(cè)試。很小。

(2) 直接關(guān)閉信號(hào)，頻譜儀其他設(shè)置不變，將此時(shí)的本底噪聲與關(guān)閉信號(hào)前的遠(yuǎn)端邊帶功率進(jìn)行比較。如果本底噪聲低于遠(yuǎn)端邊帶功率（推薦10 dB 或更高），則測(cè)試效果不大。結(jié)果！

如果本底噪聲影響遠(yuǎn)端相位噪聲測(cè)試，如何解決？

信號(hào)功率可以在一定程度上增加，因?yàn)楦叩男盘?hào)功率意味著更高的邊帶功率。邊帶功率略高于本底噪聲，以確保測(cè)試精度。但是頻譜儀過(guò)載會(huì)干擾測(cè)試結(jié)果，必要時(shí)可以使用陷波濾波器來(lái)抑制載波信號(hào)。

或者選擇低本底噪聲的頻譜分析儀進(jìn)行測(cè)試！

如何使用直接標(biāo)定法準(zhǔn)確測(cè)試相噪？

在了解了影響頻譜分析儀相位噪聲測(cè)試能力的因素之后，我們將介紹如何使用直接校準(zhǔn)的方法測(cè)試信號(hào)的相位噪聲。

頻譜儀的具體操作這里不做介紹，只提供主要的測(cè)試步驟和注意事項(xiàng)。

為了提高相位噪聲測(cè)試精度，建議適當(dāng)增加信號(hào)功率以獲得更高的邊帶功率，信號(hào)功率建議在5dBm范圍內(nèi)，過(guò)強(qiáng)會(huì)導(dǎo)致頻譜儀過(guò)載。

直接校準(zhǔn)法的操作步驟（推薦）：

Step 1：設(shè)置合適的中心頻率和范圍以顯示信號(hào)頻譜并包括要測(cè)試的頻偏范圍。

Step 2：將頻譜儀的射頻前端衰減設(shè)置為0 dB，以降低本底噪聲，提高相位噪聲測(cè)試精度，這對(duì)于遠(yuǎn)程相位噪聲測(cè)試尤為重要。

Step 3：如果您選擇RMS Detector作為頻譜儀的顯示檢波器類型，您可以獲得更穩(wěn)定的測(cè)試，如上一篇文章“如何選擇顯示檢波器”所述。因此，您可以考慮增加掃描時(shí)間。

Step 4：設(shè)置合適的RBW。 RBW 越小，測(cè)試越好。降低RBW 并不能改善遠(yuǎn)端相位噪聲測(cè)試，因?yàn)樗档土吮镜自肼暎€降低了邊帶功率，而且RBW 太小太慢。但是，為了在測(cè)試近端相位噪聲時(shí)完全抑制載波信號(hào)，例如在100 kHz 頻偏內(nèi)，應(yīng)設(shè)置較小的RBW。否則會(huì)嚴(yán)重影響相位噪聲測(cè)試功能！

在近端相位噪聲測(cè)試中，可以通過(guò)逐漸降低RBW來(lái)選擇合適的值，在降低RBW的過(guò)程中，當(dāng)相位噪聲測(cè)試結(jié)果不再降低時(shí)，此時(shí)可以選擇RBW。

Step 5：確定載波信號(hào)在待測(cè)頻偏處的功率和噪聲功率譜密度，計(jì)算相位噪聲。

通過(guò)Marker 功能很容易確定載波信號(hào)功率PC，當(dāng)然也很容易從待測(cè)頻偏中確定功率PSSB。則噪聲功率譜密度可由下式計(jì)算：

PSD=PSSB- 10lg (RBW) (dBm/Hz)

那么相位噪聲測(cè)試結(jié)果為

PN=PSD-PC (dBc/Hz)

目前業(yè)界大部分頻譜分析儀都支持使用marker直接測(cè)試功率譜密度，通過(guò)marker的delta模式可以直接顯示相位噪聲結(jié)果，省去了上述計(jì)算步驟，效率很高。使用方便！