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知識點:了解晶振相位噪聲僅需5步

作者:知識點:了解晶振相位噪聲僅需5步
日期:2020年05月20日 10:06
瀏覽量:133
 在許多高端通信應用中都會使用到晶振,為了更好地保證設備高效使用,消除相位噪聲來保持電子RF電路中強大的頻率穩定性非常重要。對于雷達系統中的精確瞄準和其他通信系統中的頻譜純度而言,尤其如此。讓高德娛樂深入研究一下晶振相位噪聲和抖動的含義。這將幫助您更好地了解為什么降低系統的相位噪聲非常重要。

  一、什么是相位噪聲?

  相位噪聲 表示在波形的頻域中,由相位(頻率)的快速,短期,隨機波動組成。這是由時域不穩定性(抖動)引起的。

  確保不要將相位噪聲與抖動混淆。抖動 是一種描述晶振在時域中的穩定性的方法。它將所有噪聲源組合在一起,并顯示它們相對于時間的影響。

  用最簡單的術語來說,相位噪聲描述了晶振在頻域中的穩定性,而抖動則描述了時域中的穩定性。

  二、了解相位噪聲的簡單五步路徑

  要建立對相位噪聲的深入了解,請嘗試使用此簡單的5步過程。一旦理解了這5個步驟,您就會了解造成相位噪聲的原因!

  “頻譜密度如何在5步過程中與相位噪聲相關聯?” 這是每個步驟的更多詳細信息。

  步驟1:光譜密度

  頻譜密度是在頻域中信號功率強度的度量。 頻譜密度提供了一種有用的方式來表征隨機信號的幅度與頻率含量。

  在您選擇的不同頻率間隔上繪制每個頻譜密度點時(在本例中為1Hz),您將看到一個如下圖所示的圖形:

光譜密度

  步驟2:信號功率密度

  所謂的噪聲信號功率密度 。從開始到停止的圖形的上邊帶,這稱為“單邊帶”。

信號功率密度

  步驟3:噪聲功率密度

  現在,高德娛樂可以將單邊帶的繪制部分稱為噪聲(高于標稱振蕩器頻率(Fosc)且與諧波無關的任何東西都可以視為相位噪聲)。圖中此部分的技術術語為“ 噪聲功率密度”。由于要查找的范圍較大,因此此時高德娛樂以dBW(LOG(Watts))為單位測量噪聲功率密度。

  步驟4:SSB噪聲密度

  當高德娛樂結合單邊帶和噪聲功率密度時,實際上是在測量所謂的SSB(單邊帶)噪聲密度。

  步驟5:相位噪聲

  最后,高德娛樂可以在時域中觀察到這一點,然后看到一個“抖動”波形(見圖表),高德娛樂正在觀察“抖動”。因為抖動遠小于一個完整周期(請參見圖表),所以可以說它是由“相位波動”(而不是頻率波動)引起的。由于這些波動是噪聲,因此實際上是 相位噪聲。

相位噪聲

  所以SSB噪聲密度=相位噪聲,這就是相位噪聲的來源!其實很容易理解

  三、什么引起相位噪聲?

  高端應用(例如,雷達通信,軍事通信以及太空和衛星通信)中的相位噪聲通常是由

  • 高振動
  • 微振動
  • g力和加速度靈敏度

  使用抗振動的g靈敏度晶振是消除所有這些潛在來源的相位噪聲的最佳方法。

  以下是晶振中一些常見的相位噪聲源。

  隨機噪聲源:

  • 熱(約翰遜)噪聲
  • 散粒噪聲
  • 閃爍噪聲(粉紅色噪聲)
  • 晶體缺陷(老化)
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