1、相位噪聲是什么？

在頻域內(nèi)，一個(gè)理想正弦波信號(hào)的表現(xiàn)是一個(gè)單譜線；實(shí)際信號(hào)除了主信號(hào)之外還包括一些離散的譜線，它們是隨機(jī)的幅度和相位的抖動(dòng)，在正常信號(hào)的左右兩邊以邊帶調(diào)制的形式出現(xiàn)。在頻域內(nèi)信號(hào)的所有不穩(wěn)定度總和表現(xiàn)為載波兩側(cè)的噪聲邊帶，邊帶噪聲是一個(gè)間接的測(cè)量與射頻信號(hào)功率頻譜相關(guān)噪聲功率的指標(biāo)。邊帶噪聲可以表述為調(diào)頻邊帶噪聲和調(diào)幅邊帶噪聲。大多數(shù)的被相位噪聲測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量信號(hào)的調(diào)幅邊帶功率相對(duì)調(diào)頻邊帶功率來(lái)說(shuō)都很小，所以對(duì)大多數(shù)信號(hào)來(lái)說(shuō)測(cè)量的邊帶噪聲就是調(diào)頻邊帶噪聲（即相位噪聲也稱單邊帶相位噪聲）。它的定義為1Hz帶寬內(nèi)相位調(diào)制邊帶的功率和信號(hào)總功率的比值，單位為dBc/Hz。在信號(hào)/頻譜分析儀上，邊帶噪聲是相位噪聲和幅度噪聲的總和，通常當(dāng)已知調(diào)幅噪聲遠(yuǎn)小于相位噪聲時(shí)(小于 10dB以上)，在頻譜儀上讀出的邊帶噪聲即為相位噪聲。

在290K環(huán)境溫度下，噪聲功率基底是-174dBm/Hz。由于相位噪聲和調(diào)幅噪聲對(duì)熱噪聲的貢獻(xiàn)是等同的，所以相位噪聲對(duì)熱噪聲的貢獻(xiàn)是-177dBm/Hz，比熱噪聲低3dB。如果載波功率較小，例如-20dBm，相位噪聲就被限制到-157dBc/Hz（-177dBm/Hz-（-20dBm））。下表是載波功率和相位噪聲極限值的對(duì)應(yīng)表。

2、相位噪聲的測(cè)量

在頻域中，常用的相位噪聲測(cè)量方法主要有直接頻譜分析儀法、相位檢波器法、鑒頻器法和雙通道互相關(guān)法等。應(yīng)該指出，在不同場(chǎng)合對(duì)相位噪聲的要求不同，測(cè)量方法也有所不同。典型的相位噪聲測(cè)量可以由專業(yè)相位噪聲測(cè)試系統(tǒng)完成，但這些專業(yè)設(shè)備的價(jià)格相當(dāng)昂貴，而頻譜分析儀或者新一代的信號(hào)分析儀是相對(duì)常用的儀器，對(duì)一些相位噪聲指標(biāo)要求不是很?chē)?yán)格的場(chǎng)合，可以用信號(hào)/頻譜分析儀進(jìn)行相位噪聲指標(biāo)的測(cè)量。

通過(guò)譜分析進(jìn)行相位噪聲測(cè)量的方法稱為直接頻譜分析儀法。該方法不僅能在分析儀上直接顯示相位噪聲的測(cè)量值，而且還可以同時(shí)準(zhǔn)確地顯示是否有其他離散信號(hào)，具有簡(jiǎn)單、靈活易用的特點(diǎn)。被測(cè)信號(hào)可以直接加到分析儀的射頻輸入口后，由分析儀直接進(jìn)行分析測(cè)量；也可以現(xiàn)將被測(cè)信號(hào)與相位噪聲指標(biāo)更好的參考信號(hào)混頻后，得到一合適中頻信號(hào)，再由分析儀對(duì)這一中頻信號(hào)進(jìn)行分析。

隨著儀器儀表技術(shù)和功能的發(fā)展，現(xiàn)在高檔信號(hào)/頻譜分析儀大多具有相位噪聲測(cè)量選件。該選件測(cè)量界面和操作方法同專業(yè)的相位噪聲測(cè)量?jī)x器類似，將信號(hào)接入分析儀后，設(shè)置合適的載波頻率或者進(jìn)行載波自動(dòng)搜索，然后設(shè)置測(cè)量的頻偏范圍，等待測(cè)量結(jié)束，一條完整的邊帶噪聲曲線就呈現(xiàn)在界面上，如果對(duì)某些點(diǎn)的值感興趣，打開(kāi)標(biāo)記功能，設(shè)置到相應(yīng)的頻偏，標(biāo)記就顯示出該點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果。