相位噪声测试 ， 相位噪声测试仪

前言

随着电子技术的发展，使器件的噪声系数越来越低，放大器的动态范围也越来越大，增益也大有提高，使得电路系统的灵敏度和选择性及线性度等主要技术指标都得到较好的解决。随着技术不断提高，对电路系统又提出了更高的要求，这就要求电路系统必须低相位噪声，在现代技术中，相位噪声已成为限制电路系统的主要因素。低相噪对提高电路系统性能起到重要作用。一台相位噪声分析仪可以解决您对相噪的所有测试及分析。

相位噪声的概述

相位噪声就是短期频率稳定度，是一个物理现象的两种表示方式，相位噪声为频域表示，短期稳定度为时域表示。相位噪声一般是指在系统内各种噪声作用下所引起的输出信号相位随机起伏，相位的随机起伏必然引起频率随机起伏，这种起伏速度较快，所以又称之为短期频率稳定度。而时域一般用在一定时间间隔内，频率变化量的相对值表示，它是测量时间的函数，一般用方差描述频率稳定度，可分长期稳定度和短期稳定度，目前没有严格界限。

频率源的相位噪声是一项非常重要的性能指标，它对电子设备和电子系统的性能影响很大，从领域看他分布在载波信号两旁按幂律谱分布。用这种信号不论做发射激励信号还是接收机本振信号以及各种频率基准时，这些相位噪声在解调过程中都会和信号一样出现在解调终端，引起基带信噪比下降。在通信系统中使话路信噪比下降，误码率增加；在雷达系统中影响目标的分辨能力，即改善因子。接收机本振的相位噪声，当遇到强干扰信号时，会产生“倒混频”使接收机有效噪声系数增加。所以随着电子技术的发展，对频率源的相位噪声要求越来越严格，因为低相位噪声，在物理、天文、无线电通信、雷达、航空、航天以及精密计量、仪器、仪表等各种领域里都受到重视。

相位噪声的概念

² 相位噪声是频率域的一个概念

² 相位噪声是对信号时序变化的另一种测量方式，其结果在频率域内显示。如果没有相位噪声，那么振荡器的整个功率都应集中在频率f=fo处。但相位噪声的出现将振荡器的一部分功率扩展到相邻的频率中去，产生了边带(sideband)。在离中心频率一定合理距离的偏移频率处，边带功率滚降到1/fm，fm是该频率偏离中心频率的差值。

² 相位噪声通常定义为在某一给定偏移频率处的dBc/Hz值，其中，dBc是以dB为单位的该频率处功率与总功率的比值。一个振荡器在某一偏移频率处的相位噪声定义为在该频率处1Hz带宽内的信号功率与信号的总功率比值。

² 相位噪声通常定义为在某一给定偏移频率处的dBc/Hz值，其中，dBc是以dB为单位的该频率处功率与总功率的比值。一个振荡器在某一偏移频率处的相位噪声定义为在该频率处1Hz带宽内的信号功率与信号的总功率比值。

² 相位噪声就是指系统(如各种射频器件)在各种噪声的作用下引起的系统输出信号相位的随机变化。描述无线电波的三要素是幅度、频率、相位。频率和相位相互影响。理想情况下，固定频率的无线信号波动周期是固定的，正如飞机的正常航班一样，起飞时间是固定的。频域内的一个脉冲信号(频谱宽度接近0)在时域内是一定频率的正弦波。但实际情况是信号总有一定的频谱宽度，而且由于噪声的影响，偏离中心频率的很远处也有该信号的功率，正如有延误1小时以上的航班一样;偏离中心频率很远处的信号叫做边带信号，边带信号可能被挤到相邻的频率中去，正如延误的航班可能挤占其他航班的时间，从而使航班安排变得混乱。这个边带信号就叫做相位噪声。

² 相位噪声的大小可以反映出射频器件的优劣。在设计和使用射频器件时，要注意射频器件对相位噪声的抑制能力。相位噪声越小，射频器件越好。

²  相位噪声和抖动是对同一种现象的两种不同的定量方式。在理想情况下，一个频率固定的完美的脉冲信号(以1 MHz为例)的持续时间应该恰好是1微秒，每500ns有一个跳变沿。但不幸的是，这种信号并不存在。实际信号的信号周期的长度总会有一定变化，从而导致下一个沿的到来时间不确定。这种不确定就是相位噪声，或者说抖动。

相位噪声对接收机的影响

电子技术的发展，使器件的噪声系数越来越低，放大器的动态范围也越来越大，增益也大有提高，使得电路系统的灵敏度和选择性及线性度等主要指标都得到较好的解决，随着技术不断提高，对电路系统又提出了更高的要求，这就要求电路系统必须低相位噪声，在现代技术中，相位噪声已成为限制电路系统性能的主要因素。低相噪对提高电路系统性能起到重要作用。

相位噪声对通讯系统的影响

相位噪声好坏对通讯系统有很大影响，尤其现代通讯系统中状态很多，频道有很密集，并且不断的变换，所以对相噪的要求也愈来愈高。如果本振信号的相噪较差，会增加通信中的误码率，影响载频跟踪精度。

相噪不好不仅增加误码率和影响载频跟踪精度，还影响通信接收机道内、外性能测量。

推荐产品

概述

西安同步电子科技有限公司自主研发生产的一款相位噪声和阿伦方差同时测试的高精度噪声测试仪，采用先进的相位测量技术，使用9英寸触摸屏，4核处理器，4G内存，4G独显，60G固态硬盘和工控键盘等，开关机只需十秒左右，几秒以内就出现测试结果，实现图形化用户操作界面。工控键盘与触摸屏均可同时使用，使用操作简单，只需按下开始即可在几秒内进行测试，不需要熟练的技术工程师，就可轻易实现学习和使用。

本相位噪声分析仪实时显示测量结果，结果准确可靠，不需要附加数据处理即阿伦方差计算等软件程序。将精确的相噪和阿伦方差测量成本显著降低，覆盖几乎所有常用的频率源范围。达到-140 dBc/Hz@1 Hz,使其成为分析超低相噪频率源的**选择。

产品功能

1)  对500kHz-30MHz频率同时进行相噪和稳定度测试；

产品特点

a)  同时测试相噪及稳定度；

b)  支持不同频率的输入和参考的测试；

c)  高度集成，精度高，超低本底；

d)  快速稳定，性能可靠；

e)  一键式操作，液晶显示面板，简洁、直观；

f)  高性价比的解决方案；

g)  无测量的校准要求，节省时间

典型应用

1)  相控雷达阵、无线电导航系统、自动控制系统等测试；

2)  科研院所等对频率信号的质量要求较高的场合；

3)  在计量部门、高精度振荡器设备生产厂家或使用者。

技术指标

参考和被测信号    路数   1路

                 物理接口   BNC

                 频率范围   500kHz～30MHz

                 输入幅度   -5dBm～+20dBm（推荐+5dBm～+15dBm）

                 输入阻抗   50Ω

                 **直流电压  ±5V

频偏分析范围  1Hz～100kHz

                 杂波电平（5MHz）≤-100dBc  ( ≤-120dBc(典型值))

阿伦方差( 10MHz@0.5Hz BW)

≤1E-13/1S  (5E-14/1s(典型值))

≤5E-15/1000S  (1E-15/1000s(典型值))

相位噪声  1Hz，@5MHz<-140dBc

                 (<-145dBc(典型值))

1Hz，@25MHz<-130dBc

                  (<-135dBc(典型值))

10kHz，@5MHz<-170dBc

                  (<-175dBc(典型值))

10kHz，@25MHz<-165dBc

                  (<-165dBc(典型值))

预热时间   不少于30分钟

环境特性   工作温度   15℃～＋35℃

          相对湿度   ≤90%（40℃）

          存储温度   -20℃～＋50℃

供电电源   交流 220V±10%， 50Hz±5%，功率小于30W

机箱尺寸   4U，19″标准机箱（上机架）482mm（宽）x500（深）x178mm（高）

选件   根据客户要求定做类似产品。

结束语

现代电路系统中都离不开对相噪的要求，近几十年相噪成为电子系统中的重要指标，影响各种电子系统的性能。同时相噪近二十年发展也很快，几乎每年就降低一个数量级，所以，一台高精度的相位噪声分析仪对于现代工业中的应用是相当重要的。西安同步的相位噪声分析仪可以帮更多的客户解决相噪问题，是您选择相位噪声分析仪的首选。