知識點(diǎn):了解晶振相位噪聲僅需5步

作者： 揚(yáng)興晶振 日期：2021-09-27 瀏覽量：

  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(jī)波動組成。這是由時(shí)域不穩(wěn)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(shí)域中的穩(wěn)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(shí)間的影響。

  用最簡單的術(shù)語來說，相位噪聲描述了晶振在頻域中的穩(wěn)定性，而抖動則描述了時(shí)域中的穩(wěn)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(gè)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(guān)聯(lián)?” 這是每個(gè)步驟的更多詳細(xì)信息。

  步驟1：光譜密度

  頻譜密度是在頻域中信號功率強(qiáng)度的度量。 頻譜密度提供了一種有用的方式來表征隨機(jī)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(gè)頻譜密度點(diǎn)時(shí)(在本例中為1Hz)，您將看到一個(gè)如下圖所示的圖形：

  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”。

  步驟3：噪聲功率密度

  現(xiàn)在，我們可以將單邊帶的繪制部分稱為噪聲(高于標(biāo)稱振蕩器頻率(Fosc)且與諧波無關(guān)的任何東西都可以視為相位噪聲)。圖中此部分的技術(shù)術(shù)語為“ 噪聲功率密度”。由于要查找的范圍較大，因此此時(shí)我們以dBW(LOG(Watts))為單位測量噪聲功率密度。

  步驟4：SSB噪聲密度

  當(dāng)我們結(jié)合單邊帶和噪聲功率密度時(shí)，實(shí)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，我們可以在時(shí)域中觀察到這一點(diǎn)，然后看到一個(gè)“抖動”波形(見圖表)，我們正在觀察“抖動”。因?yàn)槎秳舆h(yuǎn)小于一個(gè)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(shí)際上是 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(shí)很容易理解

  三、什么引起相位噪聲?

  高端應(yīng)用(例如，雷達(dá)通信，軍事通信以及太空和衛(wèi)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(jī)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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