了解百利晶振相位噪声的终极指南

在许多高端通信应用中，通过消除相位噪声来保持电子射频电路中的强频率稳定性非常重要。对于雷达系统中的精确定位和其他通信系统中的频谱纯度尤其如此。

让我们深入了解相位噪声和抖动的确切含义。这将帮助您更好地了解为什么降低系统的相位噪声很重要。

什么是相位噪声？

相位噪声在波形的频域中表示，由相位（频率）的快速、短期、随机波动组成。这是由时域不稳定性（抖动）引起的。

确保不要将相位噪声与抖动混淆。抖动是一种描述时域中振荡器稳定性的方法。它将所有噪声源组合在一起，并显示它们对时间的影响。

用最简单的术语来说，相位噪声描述了频域中振荡器的稳定性，而抖动描述了时域中的稳定性。

了解相位噪声的简单 5 步路径：

要深入了解相位噪声，请尝试使用这个简单的 5 步过程。 一旦你理解了这 5 个步骤，你就会明白是什么造成了相位噪声！

“频谱密度如何在 5 步过程中与相位噪声相关联？” 你问？ 以下是有关每个步骤的更多详细信息。

第 1 步：光谱密度

频谱密度是频域中信号功率强度的量度。 频谱密度提供了一种有用的方法来表征随机信号的幅度与频率内容。

第 2 步：在您选择的不同频率间隔（在本例中为每 1Hz）绘制每个频谱密度点时，您会看到如下图：

第 2-2步：信号功率密度

您现在正在查看所谓的噪声信号功率密度。

现在只关注从 fstart 到 fstop 的图形的上边带，这称为“单边带”。

第 3 步：噪声功率密度

我们现在可以将单边带的绘制部分称为噪声（任何高于标称振荡器频率 (Fosc) 且与谐波无关的都可以视为相位噪声）。我们图表这部分的技术术语是噪声功率密度（第 3 步）。由于我们正在寻找的范围很大，因此我们此时以 dBW (LOG(Watts)) 为单位测量噪声功率密度。

第 4 步：SSB 噪声密度

当我们将单边带和噪声功率密度结合起来时，我们实际上是在测量所谓的 SSB（单边带）噪声密度。

第 5 步：相位噪声

最后，我们可以在时域中查看它，我们会看到“抖动”波形（见图），我们正在查看“抖动”。因为抖动远小于一个完整周期（见图），我们可以说它是由“相位波动”（而不是频率波动）引起的。由于这些波动是噪声，它实际上是相位噪声。

所以...

SSB 噪声密度 = 相位噪声

这就是相位噪声的来源！很简单，对吧？

是什么导致相位噪声？

高端应用（如雷达通信、军事通信以及空间和卫星通信）中的相位噪声通常由以下原因引起

•高振动

•微振动

•g 力和加速度灵敏度

使用抗振、g灵敏度晶体振荡器是消除所有这些潜在源的相位噪声的最佳方法。

以下是晶体振荡器中一些常见的相位噪声源。

随机噪声源：

•热（约翰逊）噪声

•散粒噪声

•闪烁噪声（粉红噪声）

•晶体缺陷（老化）

相关：高端雷达和通信系统中相位噪声的原因和解决方案。

下一步是什么？了解如何实现低相位噪声...

在高频晶体振荡器中实现低相位噪声对于实现高性能至关重要。因此，深入了解相位噪声非常重要。立即下载我们的免费视觉指南，了解相位噪声对各种应用的影响。