相位噪声/相位抖动是RF信号上的关键参数，它会以各种方式影响无线电系统的性能。

相位噪声是许多振荡器和信号源的关键参数，因为它控制着整体性能的许多方面。相位噪声也可以看作是相位抖动，它们是查看同一参数的两种方法：相位噪声查看信号频谱，即在频域中，而相位抖动查看信号上的相位变化。

本地振荡器或其他信号上存在的相位噪声会通过影响诸如倒易混频的指标，减小PSK和QAM星座图上各点之间的距离等来影响无线电系统。

相位噪声对无线通信系统许多方面性能的影响使其成为许多规范中的一个关键参数。

图1：相噪分析仪上看到的相位噪声

信号源中的相位噪声

相位噪声一词用来描述由于信号随机相位变化而产生的相位抖动所产生的噪声频谱。噪声来自电路中的一般噪声，表现为相位抖动。由于相位和频率是密不可分的，这也可以看作是随机频率变化。

信号源中的噪声可通过多种方式考虑，因为抖动和变化会在不同的时间范围内发生。因此，可以从两种主要形式来考虑稳定性：

•长期稳定性  信号的长期稳定性解释的是信号在长期（通常数小时，数天或更长时间）内如何变化。这解决了诸如长期漂移等问题。通常根据给定时间段内的频率变化（百万分之几）来指定。

•短期稳定性  信号源的短期稳定性侧重于在非常短的时间内（通常是在不到一秒钟的时间内）发生的变化。这些变化可能是完全随机的，也可能是周期性的。周期性变化可以称为杂散信号，而随机变化则表现为噪声。

相位噪声与幅度噪声 

相位噪声可以通过多种方式引入电路，尤其是在使用频率合成器时。但是，对于振荡器，相位噪声源是由“热”和“闪烁”或1 / f噪声引起的。

由于大多数振荡器工作在饱和状态，因此限制了噪声的幅度分量，该幅度分量通常比相位噪声分量低约20dB。这意味着相位噪声占主导，因此幅度噪声通常被忽略。

这个假设对大多数应用都是正确的，但是不应忘记幅度分量，因为在某些应用中可能需要考虑它们。

相位噪声基础

相位噪声是由于存在相位抖动而在信号的两侧扩散的噪声频谱。

相位噪声对RF设计人员尤为重要。相位抖动表现为在主要有用载波的两侧扩散的相位噪声。在大多数情况下，偏移载波越远，相位噪声越小。

图2：自由运行振荡器的典型相位噪声频谱

考虑到频率合成器的工作方式，虽然相位噪声频谱或轮廓在环路带宽内会有所变化，但最终会随着与载波偏移的增加而逐渐下降。

通信系统中相位噪声的重要性

相位噪声或相位抖动尤为重要，因为它会降低信号质量并因此增加通信链路的误码率。

在实践中，伪相位调制在技术上比幅度调制更为重要。部分原因是由于如今大多数无线电链路都使用角度调制，而相位调制对角度调制的影响更大。这也是由于在复杂信号源中幅度噪声含量在水平上远低于相位噪声含量。

基本相位噪声定义

与相位噪声的基本概念相关的术语有很多。理解相位噪声的关键方面之一是理解与之相关的各种定义。

•相位噪声：相位噪声定义为信号中发生的短期相位波动引起的噪声。波动表现为边带，边带表现为扩展到信号两侧的噪声频谱。

•相位抖动：相位抖动是用于查看相位波动本身的术语，即在任何给定时间，相位位置相对于纯信号的预期偏差。因此，以弧度为单位测量相位抖动。

•频谱：相位噪声的频谱是指可以从频谱分析仪获得的曲线图。信号频谱将显示中心有用信号，其噪声边带在主载波的两侧延伸。

•频谱密度：频谱密度将RMS相分布描述为连续函数，对于给定的单位带宽，以RMS相的单位表示。

•单边带相位噪声：单边带相位噪声或SSB相位噪声是从载波扩展为边带的噪声。在相对于载波的给定频率偏移下，以dBc / Hz为单位指定单边带相位噪声。

这些是与相位噪声和相位抖动相关的一些主要术语。

相位噪声或多或少地出现在所有信号上。在某些情况下，相位噪声的水平不是特别重要，但是在其他情况下，对于使用振荡器的任何系统，它对于整个系统的整体操作而言都至关重要。随着对各种无线电系统的要求不断增加，相位噪声是一个越来越重要的参数。
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