什么是相位噪声:相位抖动

相位噪声 /相位抖动是RF信号的关键参数,它以各种方式影响无线电系统的性能。


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相位噪声是许多振荡器和信号源的关键参数,因为它控制着整体性能的许多方面。

相位噪声也可以视为相位抖动,它们是观察相同参数的两种方法:相位噪声在信号频谱中,即在频域中,而相位抖动则查看信号上相位的变化。

局部振荡器或其他信号上的相位噪声的存在会影响无线电系统,从而影响互惠混合,从而降低PSK和QAM星座图上的点之间的距离等等。

鉴于它影响无线电通信系统许多方面的性能的方式,它是许多规范的关键参数。beplayer体育官网

相位噪声如在光谱分析仪上看到的
相位噪声如在光谱分析仪上看到的

信号源中的相位噪声

术语相位噪声用于描述由于信号的随机相变而产生的相位抖动产生的噪声光谱。噪声是由电路中的一般噪声引起的,它们表现为相位抖动。由于相位和频率密不可分,这也可以看作是随机频率变化。

信号源中的噪声可以通过多种方式考虑,因为在不同的时间尺度上可能会发生抖动和变化。结果,可以以两种主要形式考虑稳定性:

  • 长期稳定性信号的长期稳定性解决了信号在长期(通常是小时,天数和更长的时间)内的变化。这解决了通常在给定时间段内的长期漂移等主题等主题。
  • 短期稳定性信号源的短期稳定性集中在短时间内发生的变化上 - 通常在不到一秒钟的时间内。这些变化可能是完全随机的,也可能是周期性的。周期性变化可能是称为虚假信号,随机信号显示为噪声。

相噪声与振幅噪声

相位噪声可以以多种方式引入电路,尤其是在使用频率合成器时。但是,对于振荡器,相位噪声的来源来自“热”和“闪烁”或1/F噪声。

随着大多数振荡器的饱和作用,这限制了噪声的振幅成分,通常比相位噪声组件低约20dB。这意味着相位噪声占主导地位,因此通常会忽略幅度噪声。

对于大多数应用程序,此假设是正确的,但是不应忘记幅度组件,因为在某些应用中可能需要考虑它们。

相位噪声基础

相位噪声是由于存在的相位抖动而导致的信号两侧的噪声频谱。

相位噪声对于RF设计师特别重要。相位抖动表现为相位噪声,将主要通缉架的两侧散布出来。在大多数情况下,它的水平降低了载体的偏移越远。

典型的自由运行振荡器的相位噪声光谱
自由运行振荡器的典型相位噪声光谱

鉴于频率合成器运行的方式,相位噪声谱或轮廓在回路带宽内有所不同,尽管最终它会随着载体的偏移而增加。

相位噪声在通信系统中的重要性beplayer体育官网

相位噪声或相位抖动特别重要,因为它降低了信号质量,因此增加了通信链接的错误率。beplayer体育官网

实际上,在技术上,虚假相位调制比幅度调制更为重要。这部分是因为如今的大多数无线电链路都使用角度调制,这受相位噪声的影响更大。这也是因为在复杂的信号源中,幅度噪声含量的水平要比相位噪声含量低得多。

基本阶段噪声定义

与相位噪声的基本概念相关的术语有多种术语。理解相位噪声的关键方面之一是了解与之相关的各种定义。

  • 相位噪声:相位噪声定义为信号中发生的短期相波产生的噪声。波动表现为自身的边带,这些边带显示为噪声频谱,传播了信号的两侧。
  • 阶段抖动:相位抖动是用于查看相位波动本身的术语,即相对于任何给定时间的纯信号所期望的偏差。因此,相位抖动是在弧度中测量的。
  • 光谱:相噪声的光谱是指从光谱分析仪获得的图。信号的光谱将显示中心通缉的信号,噪声边带延伸了主载体的两侧。
  • 光谱密度:光谱密度将RMS相分布描述为连续函数,以给定单位带宽的RMS相表示。
  • 单边带相位噪声:单个边界相噪声或SSB相噪声是从载体作为边带传播的噪声。单边相噪声在DBC/Hz中以给定频率的偏移量指定。

这些是与相位噪声和相位抖动相关的一些主要术语。


所有信号上都存在相位噪声,或多或少。在某些情况下,相位噪声的水平并不是特别重要,但是在其他情况下,这对于使用它们所使用的振荡器或振荡器的整体操作至关重要。随着对各种无线电系统的需求不断增加,相位噪声是一个重要性越来越大的参数。

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