相噪是什么？相位變化為什么會(huì)產(chǎn)生相噪？

相噪是什么？

當(dāng)一個(gè)信號(hào)由振蕩器或者其他信號(hào)源產(chǎn)生時(shí)，你希望在示波器上看到的它是這樣的。

但它實(shí)際上是這樣的。

或者，你想在頻譜儀上，想看到的信號(hào)是這樣的。

但實(shí)際上是這樣的

而且，相噪不僅僅，讓信號(hào)不是理想的信號(hào)，在實(shí)際應(yīng)用中，它會(huì)嚴(yán)重惡化接收機(jī)的性能。

相噪會(huì)增加接收機(jī)的噪聲電平。

相噪會(huì)影響接收機(jī)的抗干擾性能

相噪會(huì)影響數(shù)字信號(hào)的檢測(cè)。

相噪是振蕩信號(hào)相位或者頻率的短期隨機(jī)波動(dòng)，定義為偏移載波fc頻率fm處，1Hz帶寬里面的噪聲功率與載波fc功率的比值，單位為dBc/Hz。

比如說(shuō)，可以說(shuō)，某某信號(hào)，在偏移25KHz的時(shí)候，相噪為-110dBc/Hz

相位變化為什么會(huì)產(chǎn)生相噪？

一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)振蕩器或者合成器的輸出電壓可以表示為：

其中，A(t)是指輸出信號(hào)的幅度波動(dòng)；θ(t)是指輸出波形的相位變化。通常幅度波動(dòng)，能夠被很好的控制住，一般對(duì)系統(tǒng)性能的影響相對(duì)較小。

相位變化可能是離散的，表現(xiàn)為雜散；也有可能是連續(xù)的，表現(xiàn)為相位噪聲。

假設(shè)：

把式2代入式1，并把A(t)設(shè)置為0，忽略幅度波動(dòng)的影響，可以得到：

假設(shè)相位變化很小，所以：

因此式3可以簡(jiǎn)化為：

式4表明，振蕩器輸出端很小的相位或頻率偏差，會(huì)產(chǎn)生位于載波ωo兩側(cè)的，頻率為ωo ± ωm的調(diào)制邊帶。

實(shí)際的相位變化，可能是熱噪聲或者其他噪聲源造成的；也有可能是鏈路中的諧波引起的；所以這些相位變化會(huì)產(chǎn)生相噪或者雜散，使得實(shí)際的振蕩信號(hào)的頻譜可能如下所示。

由相位噪聲的定義可知，式4所表達(dá)的波形的相噪為：

與相位噪聲相關(guān)的雙側(cè)功率譜密度，包括兩個(gè)邊帶上的功率，所以：

審核編輯：劉清