淺談?lì)l譜分析儀相位噪聲對分辨率影響

　　為何RBW濾波器的矩形系數(shù)定義會(huì)以60dB為界？如果矩形系數(shù)代表了頻譜分析儀分辨不等幅正弦信號的能力，那如何約束高于底噪而低于60dB的不等幅信號的測量能力？這就要涉及到頻譜分析儀本地振蕩器的穩(wěn)定程度，因?yàn)楸菊癖旧淼牟环€(wěn)定，其相位噪聲可能將靠近載波頻率附近60dB以下的信號全部淹沒，這時(shí)矩形系數(shù)已經(jīng)沒有測量意義了。

　　頻譜分析儀的LO都是由參考源(通常是晶體振蕩器，XO)倍頻而來。沒有哪種參考源是絕對穩(wěn)定的，它們都在某種程度上受到隨機(jī)噪聲的頻率或相位調(diào)制的影響，這個(gè)影響程度隨時(shí)間在變化。時(shí)間的穩(wěn)定度可以分為兩類：長期穩(wěn)定度和短期穩(wěn)定度。長期穩(wěn)定度是指時(shí)鐘頻率偏離絕對值的多少，一般用ppm(百萬分之?)來表示；短期穩(wěn)定度是時(shí)鐘相位瞬態(tài)的變化，在時(shí)域上稱抖動(dòng)(jitter)，在頻域上稱相位噪聲(PhaseNiose)，表示為指相對于載波?定頻偏處的1Hz帶寬內(nèi)的能量與載波電平的?值，相應(yīng)的單位為歸一化的dBc/Hz。相位噪聲主要影響頻譜儀的分辨率和動(dòng)態(tài)范圍。

　　需要說明，在將參考源倍頻得到本振的過程中，穩(wěn)定度也將按倍頻比例惡化，其結(jié)果是相位噪聲變差。因此相位噪聲的標(biāo)定通常要對應(yīng)特定的測量頻率，例如在500MHz，1GHz等頻率點(diǎn)測量；典型的相位噪聲曲線經(jīng)常要提供多個(gè)頻率點(diǎn)的情況，例如偏離1kHz，10kHz，100kHz分別給出測量值，便于橫向?較。

　　混頻器將輸?的射頻信號和本振信號相乘然后濾波，得到變頻后的中頻信號。即使輸?的射頻信號是一個(gè)很純凈的正弦波，混頻器也會(huì)將本振的相位噪聲忠實(shí)地帶入混頻結(jié)果，形成一個(gè)具有相同相位噪聲的中頻信號。

　　因此，當(dāng)我們對包含了本振相位噪聲的中頻進(jìn)行“峰值檢測”時(shí)，相位噪聲就會(huì)體現(xiàn)在測量結(jié)果中。在某個(gè)RBW下，距離這個(gè)頻率很近同時(shí)幅度又高于系統(tǒng)顯?平均噪聲電平的另?個(gè)信號，雖然可被RBW在頻率軸分辨出來，但仍會(huì)隱藏在相位噪聲之下。當(dāng)然，相位噪聲也是一種隨機(jī)噪聲，它和系統(tǒng)的顯示平均噪聲電平一樣，隨分辨率帶寬的變化規(guī)律一致，若將分辨率帶寬縮小10倍，顯示相位噪聲電平將減小10dB。這種情況下需要使用超過實(shí)際分辨率的RBW來測量，代價(jià)就是增加了系統(tǒng)的掃描時(shí)間。

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