晶振的相位噪声phase noise概念解析
表示在波形的频域中,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jitter是一种描述晶振在时域中的稳定性的方法。它将所有噪声源组合在一起,并显示它们相对于时间的影响。
简而言之,晶振的相位噪声描述了晶振在频域中的稳定性,而晶振的抖动则描述了时域中的稳定性。
了解晶振相位噪声五步路径如下:
步骤1:光谱密度
频谱密度是在频域中信号功率强度的度量。 频谱密度提供了一种有用的方式来表征随机信号的幅度与频率含量。
在您选择的不同频率间隔上绘制每个频谱密度点时(在本例中为1Hz),您将看到一个如下图所示的图形:
步骤2:信号功率密度
所谓的噪声信号功率密度 。从开始到停止的图形的上边带,这称为“单边带”。
步骤3:噪声功率密度
现在,我们可以将单边带的绘制部分称为噪声(高于标称振荡器频率(Fosc)且与谐波无关的任何东西都可以视为相位噪声)。图中此部分的技术术语为“ 噪声功率密度”。由于要查找的范围较大,因此此时我们以dBW(LOG(Watts))为单位测量噪声功率密度。
步骤4:SSB噪声密度
当我们结合单边带和噪声功率密度时,实际上是在测量所谓的SSB(单边带)噪声密度。
步骤5:相位噪声
最后,我们可以在时域中观察到这一点,然后看到一个“抖动”波形,我们正在观察“抖动”。因为抖动远小于一个完整周期,所以可以说它是由“相位波动”(而不是频率波动)引起的。由于这些波动是噪声,因此实际上是 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。
造起相位噪声的原因
高端应用(例如,雷达通信,军事通信以及太空和卫星通信)中的相位噪声通常是由
- 高振动
- 微振动
- g力和加速度灵敏度
使用抗振动的g灵敏度晶振是消除所有这些潜在来源的相位噪声的最佳方法。
相位噪声测试:
相位噪声是指晶振输出频率中的相位误差。需使用相位噪声测试仪进行测试,评估晶振的短期稳定性和抗干扰能力,以确保其在各种条件下都能保持可靠的输出。
晶振中一些常见的相位噪声源如下:
- 随机噪声源:
- 热(约翰逊)噪声
- 散粒噪声
- 闪烁噪声(粉红色噪声)
- 晶体缺陷(老化)