頻率源相位噪聲的定義

頻率源的輸出信號，一般可表示為：

在相位噪聲測量中，實際的測試結果量並非上述定義的譜密度，而是信號調製邊帶功率與總信號功率之比

按照國際上早年推薦的定義和近些年美國國家標準技術研究院NIST對有關特征量的規定，單邊帶相位噪聲作為頻率穩定度的頻域表征量。

頻率控製器件附加相位噪聲的定義

頻率控製器件附加相位噪聲又稱兩端口部件噪聲或剩餘噪聲。當信號通過兩端口部件時
，噪聲以線性相加或相乘（調製）的形式加到信號上。兩端口部件包括放大器、分頻器、濾波器、倍頻器等。
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附加相位噪聲的測量

附加相位噪聲的測量采用相位檢波器法。

相位檢波器法是一種應用最廣泛、靈敏度高、分析範圍寬的相位噪聲測量方法。它因用相位檢波器把信號的相位起伏變換為電壓起伏，然後用頻譜分析儀測得Sφ（f）而得名。又因此法利用了相位檢波器的兩輸入信號處於90°xiangchashi，duixinhaoxiangweimingandetexing
，suoyiyouchengweizhengjiaojianxiangfa。haiyincifabixuyouyigecankaopinlvyuan，yechengweishuangyuanfahuoyouyuanfa。zhezhongceliangfangfayongyucelianggaowending、低噪聲的精密頻率源，如原子頻率標準、高穩晶振、低噪聲頻率綜合器、鎖相源以及各種頻率控製器件。

相(xiang)位(wei)檢(jian)波(bo)器(qi)法(fa)測(ce)試(shi)附(fu)加(jia)相(xiang)位(wei)噪(zao)聲(sheng)的(de)基(ji)本(ben)測(ce)試(shi)原(yuan)理(li)是(shi)將(jiang)被(bei)測(ce)信(xin)號(hao)分(fen)成(cheng)兩(liang)路(lu)進(jin)行(xing)檢(jian)相(xiang)，當(dang)兩(liang)路(lu)信(xin)號(hao)正(zheng)交(jiao)且(qie)電(dian)長(chang)度(du)相(xiang)等(deng)或(huo)近(jin)似(si)相(xiang)等(deng)時(shi)
，調(tiao)幅(fu)噪(zao)聲(sheng)和(he)源(yuan)的(de)噪(zao)聲(sheng)被(bei)充(chong)分(fen)抑(yi)製(zhi)，檢(jian)相(xiang)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)反(fan)映(ying)的(de)就(jiu)是(shi)被(bei)測(ce)頻(pin)率(lv)控(kong)製(zhi)器(qi)件(jian)的(de)附(fu)加(jia)相(xiang)位(wei)噪(zao)聲(sheng)。

測量框圖

附加相位噪聲測量框圖如圖1所示。

測量步驟

（1）測量準備

按an圖tu連lian接jie儀yi器qi
，加jia電dian預yu熱re，預yu熱re時shi間jian按an儀yi器qi說shuo明ming書shu要yao求qiu。注zhu意yi功gong分fen器qi至zhi相xiang位wei檢jian波bo器qi的de兩liang個ge信xin號hao通tong路lu的de延yan遲chi差cha應ying該gai最zui小xiao，並bing選xuan用yong調tiao幅fu噪zao聲sheng小xiao的de頻pin率lv源yuan。

（2）係統定標

係統定標就是測量相位檢波係數Kφ，確定輸入信號的相位起伏和相位檢波器輸出電壓起伏之間的關係。係統定標有兩種常用方法，正負直流峰值法和差拍法。
正負直流峰值法。調節移相器，觀察正交指示器
，使相位檢波器輸出的直流電壓達到正峰值
，用Umax表示
，再調節移相器
，使電壓達到負峰值
，用Umin表示
，則
Kφ=（Umax-Umin）/2
差拍法。用功率計測量參考輸入端功率；設置頻率綜合器的輸出頻率為f0 + fb（fb可設置為小於100kHz的任意低頻頻率
，典型應用為1kHz），輸出功率與參考輸入端功率相等。替代原參考信號接入參考輸入端

，被替代的信號通路末端加50Ω終端負載，測量係統測量檢相器輸出的差拍信號fb的電壓峰值，則相位檢波常數K的數值等於fb的電壓峰值。

（3）正交與測量

調節移相器使直流電壓表讀數為零

，即係統正交，用頻譜分析儀測得偏離載頻f處邊帶電平值Pm.

（4）測量數據的校正

邊帶電平的測量值Pm需加以下三項校正因子： [page]
測試結果示例

圖2為我們對固態功率放大器的實際測試結果。圖中最下麵的一條曲線為PN9000相位噪聲測試係統的本底噪聲，上麵的三條曲線為重複進行三次測量的結果。


注意事項

（1）在zai保bao持chi正zheng交jiao的de前qian提ti下xia，盡jin量liang使shi相xiang位wei檢jian波bo器qi兩liang路lu輸shu入ru信xin號hao經jing曆li的de電dian長chang度du相xiang等deng，這zhe時shi源yuan的de噪zao聲sheng在zai相xiang位wei檢jian波bo器qi中zhong互hu相xiang抵di消xiao，測ce得de的de相xiang位wei噪zao聲sheng即ji為wei被bei測ce頻pin率lv控kong製zhi器qi件jian的de相xiang位wei噪zao聲sheng。
（2）目前隻有帶附加相位噪聲選件的PN9000相位噪聲測試係統和HP3048A相位噪聲測試係統才具有附加相位噪聲測試功能。
（3）測試頻率控製器件的附加相位噪聲之前

，一般要先測量係統的本底噪聲
，確保測試係統工作正常。
（4）頻率控製器件的相位噪聲一般都要比信號源的相位噪聲好

，我們測試的固態功放的相位噪聲就比信號源的相位噪聲好很多。

放大器對信號惡化程度的說明

對(dui)放(fang)大(da)器(qi)的(de)附(fu)加(jia)相(xiang)位(wei)噪(zao)聲(sheng)測(ce)試(shi)，筆(bi)者(zhe)曾(zeng)經(jing)嚐(chang)試(shi)先(xian)測(ce)量(liang)信(xin)號(hao)源(yuan)的(de)相(xiang)位(wei)噪(zao)聲(sheng)，再(zai)測(ce)量(liang)接(jie)入(ru)放(fang)大(da)器(qi)之(zhi)後(hou)信(xin)號(hao)源(yuan)的(de)相(xiang)位(wei)噪(zao)聲(sheng)，以(yi)放(fang)大(da)器(qi)對(dui)信(xin)號(hao)源(yuan)的(de)相(xiang)位(wei)噪(zao)聲(sheng)的(de)惡(e)化(hua)程(cheng)度(du)來(lai)表(biao)征(zheng)放(fang)大(da)器(qi)的(de)性(xing)能(neng)
，但(dan)是(shi)結(jie)果(guo)幾(ji)乎(hu)看(kan)不(bu)出(chu)來(lai)放(fang)大(da)器(qi)對(dui)信(xin)號(hao)源(yuan)的(de)惡(e)化(hua)。

經過分析測試結果是真實的，這種測試方法測試的是放大器和信號源的相位噪聲之和，放大器對信號源相位噪聲的影響可由下式給出：

e（dB）= 10lg[1 + 10-d/10]
d為放大器和信號源相位噪聲的差值。放大器對信號源相位噪聲的惡化見表2.

當放大器的附加相位噪聲指標遠好於信號源的相位噪聲指標時，這種方法不適宜用於測量放大器的附加相位噪聲。

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