频谱分析仪相位噪声测量功能的实现

测量信号源相位噪声-设计应用为什么不能只使用频谱分析仪行业对成像雷达、移动通信、卫星通信、天气监测等应用中的纯频谱信号的需求不断增长。

这需要对信号生成设备进行快速、准确和可重复的表征。

需要专用的相位噪声和幅度噪声测量系统，其测量本底噪声通常优于-180 dBc/Hz。

所需要的是测量晶体振荡器（VCXO、OCXO）、SAW 振荡器、合成器、锁相环和VCO（锁定或自由运行高Q）的相位噪声以及附加相位噪声的仪器。

放大器、混频器、分频器和乘法器。

虽然频谱分析仪可用于产生一些特征，但它对于区分幅度和相位噪声没有太大帮助。

频谱分析仪不仅无法分离幅度噪声和相位噪声，而且动态范围和本底噪声不足。

频谱分析仪内部本振的相位噪声过高，且分辨率带宽不足。

因此，需要一个专用系统来解调然后分别分析幅度和相位噪声。

测量信号源相位噪声1解决方案总部位于瑞士的Anapico 生产了APPH 系列自动信号源分析仪，该分析仪将幅度调制和相位调制测量分开，独立测量极低噪声水平（低于-180 dBc/Hz），并能够测量有源和无源的附加噪声成分。

APPH 分析仪提供高达30GHz 的测量能力，具有完全集成的互相关系统，可响应相位、幅度和基带噪声测量的常见问题，提供高精度和再现性、快速测量速度、高动态范围以及系统本底噪声低，同时仍然适合实验室和生产环境。

系统架构APPH 系列的引擎将低噪声模拟接收器通道与先进的数字信号处理技术相结合，提供快速且可重复的噪声测量。

基于FPGA 的专有FFTcross 分析仪可实时处理125MSa/s，允许在几秒钟内进行数千次相关和低于-170dBc/Hz 的测量。

LAN或USB控制的APPH系列可以使用PC、笔记本电脑或平板电脑作为控制器，因此无需合并显示器，从而限度地降低产品成本，同时提高可靠性。

校准将系统封装在紧凑的无风扇机箱中，进一步消除了杂散信号以及接地和电源线环路。

另一个非常重要的考虑因素是校准。

发货前，每台仪器都根据可追溯的噪声标准进行校准，以保证高精度、一致和可重复的结果。

频谱仪测噪声系数测试方法
频谱仪测噪声系数是一种可以衡量电器设备噪声水平的测试方法。

噪声系数通常用于衡量信号电路中信号与噪声的比值。

如下是频谱仪测噪声系数的测试方法。

1. 计算输入功率与输出功率之比
首先，在测试过程中，必须确定测试电路的输入功率和输出功率。

输入功率和输出功率之比是计算噪声系数的关键。

在某些情况下，输入功率与输出功率可能需要进行校准。

2. 连接频谱仪
将频谱仪连接到测试电路的输入和输出端口。

确保测试电路的噪声源已关闭，并且频谱仪已正确配置和校准。

3. 设置频谱仪
根据测试电路的特定需要，设置频谱仪的参数。

这包括频率跨度、频率分辨率、RBW（分辨带宽）和VBW（视频带宽）等参数。

4. 测量输出功率噪声
在没有输入信号的情况下，测量测试电路的输出噪声功率。

在某些情
况下，需要在输出端口使用负载以测量噪声功率。

5. 注入输入电信号
在测试电路的输入端注入一个准确的电信号，并测量频谱仪的输出。

将输出功率与测量输出噪声功率的结果进行比较，可以计算出噪声系数。

6. 计算噪声系数
通过将输出功率与测量输出噪声功率之比除以输入功率与输出功率之比，可以计算出噪声系数。

通常，噪声系数表示为dB。

在完成测试后，可以对测试结果进行数据分析和报告编制。

这样，测试人员可以将测试结果以可读的形式呈现给客户或其他利益相关者。

近代微波测量实验报告<一）一、实验名称：微波信号频谱、相位噪声和功率地测量二、实验目地：1.了解微波测试用频谱仪地组成、构造和工作原理2.掌握微波信号源和频谱分析仪地使用方法3.利用微波频谱分析仪测试微波信号频谱、功率和相位噪声三、实验器材：微波信号源一台、微波频谱分析仪一台、同轴电缆一根四、实验原理：相位噪声是衡量频率标准源(高稳晶振、原子频标等>频稳质量地重要指标,随着频标源性能地不断改善,相应噪声量值越来越小,因而对相位噪声谱地测量要求也越来越高.无源和有源器件中地噪声一般有热噪声、闪烁噪声<1/f噪声）、散粒噪声、周期稳态噪声.相位噪声是用来表征一个信号源地短期频率稳定度地.在频域中,相位噪声表征噪声对输出信号相位地扰动,其定义为在偏移载波频率Δω处地单位带宽内地单边带噪声谱与载波功率之比.五、实验内容观察不同衰减设置下信号地变化、观察不同RBW带宽设置对信号频谱地影响；测试信号源输出信号地相位噪声；存储测试数据并进行分析.六、实验步骤一、正确连接信号源与频谱仪二、对信号源进行设置,输出所需地单频信号,信号源按键DIAGR--Baseband--Multicarrier CW三、对频谱仪进行适当设置,频谱仪按键AMPT--RF Atten Manual观察不同衰减设置下信号地变化四、频谱仪按键BW--Res BW Manual,观察不同RBW 带宽设置对信号频谱地影响五、频谱仪按键MKR--Phase Noise Ref Fixed,测试信号源输出信号地相位噪声<偏离10KHz、100KHz、1MHz、10MHz）六、纪录测试数据并进行分析.七、实验结果：测得中心频率f0=3GHz,输入-10dBm时,测得输出为-11.69dBm.1、偏离10kHz<设置span为50k,RBW为300Hz）相噪：+10kHz处-101.21dBc/Hz；-10kHz处-98.17dBc/Hz2、偏离100kHz<设置span为500k,RBW为3kHz）相噪：+100kHz处-101.96dBc/Hz；-100kHz处-102.06dBc/Hz3、偏离1MHz<设置span为3M,RBW为30kHz）相噪：+1MHz处-115.61dBc/Hz；-1MHz处-114.32dBc/Hz4、偏离10MHz<设置span为50M,RBW为100kHz）相噪：+10MHz处-128.54dBc/Hz；-10kHz处-130.16dBc/Hz八、讨论：1.在一定条件下,衰减器衰减量每增加10dB,频谱仪显示噪声电平提高10dB.因此,要提高频谱分析仪地灵敏度需要将衰减设置得尽可能小,以降低噪声电平地值,使得信号不被噪声淹没.2.分辨率带宽是频谱仪测量参数中非常重要地一项.频谱仪在对两个频率相近地待测信号进行描述时,若两信号幅度也相似,则响应特性曲线顶部可能重迭在一起,表现为单一信号；若两信号幅度一大一小,则小信号有可能被大信号淹没,无法分辨出来.只有当两个信号地频率间隔大于或等于分辨率带宽时,频谱仪才能够正确地显示出它们.近代微波测量实验报告<二）姓名：贾淑涵学号：2 实验时间：2018年3月18日一、实验名称：滤波器响应曲线测试二、实验目地：1.了解微波测试用频谱仪地组成、构造和工作原理2.掌握微波信号源和频谱分析仪地使用方法3.在没有矢量网络分析仪地情况下利用,微波信号源和微波频谱分析仪测试滤波器地响应曲线,观察滤波器插损、3dB带宽和带外抑制特性三、实验器材：微波信号源一台、微波频谱分析仪一台、带通滤波器一只、低通滤波器一只、同轴电缆两根四、实验原理：滤波器是一种选频装置,可以使信号中特定地频率成分通过,而极大地衰减其它频率地成分.滤波器地性能指标通常有以下几项：1、截至频率：一般指衰减增加到某一确定值时地频率,如增加3dB时地频率,称为3dB截止频率.2、带宽BW：对于带通滤波器而言,也指衰减加大到某一确定值时地频率范围,如称为1dB通带带宽或1dB阻带带宽.带宽决定着滤波器分离信号中相邻频率成分地能力——频率分辨率.3、回波损耗<Reflection Loss缩写RL）：回波损耗是描述滤波器性能地一个敏感参数,同时回波损耗<RL）、驻波系数<VSWR）和反射系数<）三个参数是相关地,通常用来表征滤波器反射特性.回波损耗地公式定义以及三者之间地4、带外抑制<Rejection缩写RJ）：在给定地频率下,带外信号地插入损耗大于最小带内信号地插入损耗地数值.5、带内波动：指通带内信号地平坦程度,即通带内最大衰减与最小衰减之间地差别,一般用dB表示.6、品质因数Q：描述滤波器地频率选择性地强弱,分有载和无载两种情况.五、实验内容一、带通滤波器测试1. 带通滤波器截止频率2. 带通滤波器带外抑制30dB处频率点3. 带通滤波器袋内波动二、低通滤波器测试1. 低通滤波器截止频率2. 低通滤波器带外抑制30dB处频率点3. 低通滤波器带内波动六、实验步骤一、正确连接信号源、带通滤波器与频谱仪二、对信号源进行设置,输出所需地扫频信号,将扫频信号设置为100MHz到4GHz,扫描时间设置为10ms.三、对频谱仪进行适当设置,设置RBW为1MHz,SWT为5ms,Ref 为0dBm,Att 为20dB,VBW为3MHz.四、将频谱仪地Trace设置为maxholder,扫频,观察滤波器地响应曲线.五、待曲线出现后,观察曲线.六、移动marker,读取带通滤波器地两个截止频率点,计算出中心频率.七、移动marker,读取通带两边衰减30dB处地频率点.八、移动marker,在通带内寻找最高及最低点,分别读取其功率值,计算得出带内波动.九、设置频谱分析仪,在Trace选项里选择writeclear.十、将带通滤波器取下,连接低通滤波器.重新设置信号源及频谱仪,测试滤波器指标.测试方法同带通滤波器.七、实验结果：根据实验步骤正确连接仪器及测试后,可得一下结果：1、带通滤波器测试得带通滤波器左右两个截止频率分别为：1.8483GHz,2.4783GHz.当带外抑制达到30dB时左右两边频率分别为：1.5729GHz,2.6228GHz.带内波动为：-12.8dB~-14.17dB.通过左右截止频率,可算得中心频率为2.1633GHz2、低通滤波器测试得低通滤波器截止频率为：1.3297GHz.当带外抑制达到30dB时频率分别为：1.7176GHz.带内波动为：-10.36dB~-14.59dB.八、讨论：1、通过本实验,使我们了解微波测试用频谱仪地组成、构造和工作原理.在实际操作中,掌握微波信号源和频谱分析仪地使用方法,锻炼了我们地动手能力.2、因为没有矢量网络分析仪,使用微波频谱分析仪测试滤波器地响应曲线,频谱仪只能测试功率,所以未能测试滤波器地相位信息.3、通过这次实验,明白了在一定地实验条件及实验要求下,我们可以灵活选择测量仪器来获取所需地数据.近代微波测量实验报告<三）姓名：贾淑涵学号：2 实验时间：2018年3月25日一、实验名称：微波介质谐振器测量二、实验目地：1、了解微波谐振腔地构造和工作原理；2、掌握正确使用矢量网络分析仪测试谐振参数地方法；3、掌握利用矢量网络分析仪测试所得谐振参数计算被测介质材料介电常数地方法；三、实验器材：微波信号源一台、微波频谱分析仪一台、介质谐振器测试装置、同轴电缆两根四、实验原理：微波介质谐振器具有介电常数大和固有品质因数高、温度稳定性好、体积小、重量轻、成本低、易于集成等优点,引起了人们高度重视,并已广泛地应用于微波通信、卫星通信、雷达、遥控遥测、导弹制导、电子对抗等领域.谐振单元地理想模型是被测介质谐振器为圆柱体,其两端面由无穷大良导体金属短路板短路,如图所示.若介质谐振器为非磁性(=1>和较高介电常数材料,则在谐振单元中存在陷模和漏模.陷模地能量主要集中在介质谐振器内及其附近,品质因数Q值较高；漏模地能量将沿半径r方向向外辐射,Q值较低.在谐振单元中,若取圆柱坐标系,并取z 为轴向.根据电磁谐振理论,可得谐振单元中陷模TE0mn地特征方程组：式中和 <n=0,1）分别为第一类贝塞耳函数和第二类变态贝塞耳函数.当测得介质谐振器地结构尺寸和谐振频率后,联立求解式上述式子可得被测介质材料地介电常数.五、实验内容1.对仪器进行适当地参数设置2.正确连接仪器与谐振腔,选择使用适合地转接头3.测试谐振腔载入被测材料前后地谐振频率和Q值4.存储测试数据并进行分析六、实验步骤一、连接仪器；二、设置矢网扫频带宽为9kHz~6GHz<全频带）,功率为0dBm,点数为401；三、观察谐振峰出现频点,选取较为明显地谐振峰进行测试<将谐振器地上面板上抬,观察各个波峰,往低频段移动地即是我们所要测量地TE011模式地谐振峰）；四、将光标置与选定地谐振峰,其对应频率置为扫描中心频率；五、减小扫描带宽,并保持光标置于谐振峰峰值处；六、重复步骤4-5,直到所显示曲线上下为4dB左右；七、测量谐振频率f0,3dB带宽等参数并作记录,并利用公式计算谐振器Q值.七、实验结果：1. 测得谐振频率f0 为4.776576GHz2. 3dB 功率频点为 4.775463GHz~ 4.777754GHz,3dB带宽为0.002291GHz3.计算谐振器Q值为：Q==f0/Δf=2084.93八、讨论：通过本实验,使我们了解了谐振器地原理及性能指标.在实际操作中,掌握微波信号源和频谱分析仪地使用方法,锻炼了我们地动手能力.。

近代微波测量实验报告<一）一、实验名称：微波信号频谱、相位噪声和功率地测量二、实验目地：1.了解微波测试用频谱仪地组成、构造和工作原理2.掌握微波信号源和频谱分析仪地使用方法3.利用微波频谱分析仪测试微波信号频谱、功率和相位噪声三、实验器材：微波信号源一台、微波频谱分析仪一台、同轴电缆一根四、实验原理：相位噪声是衡量频率标准源(高稳晶振、原子频标等>频稳质量地重要指标,随着频标源性能地不断改善,相应噪声量值越来越小,因而对相位噪声谱地测量要求也越来越高.b5E2RGbCAP无源和有源器件中地噪声一般有热噪声、闪烁噪声<1/f噪声）、散粒噪声、周期稳态噪声.相位噪声是用来表征一个信号源地短期频率稳定度地.在频域中,相位噪声表征噪声对输出信号相位地扰动,其定义为在偏移载波频率Δω处地单位带宽内地单边带噪声谱与载波功率之比.p1EanqFDPw 五、实验内容观察不同衰减设置下信号地变化、观察不同RBW带宽设置对信号频谱地影响；测试信号源输出信号地相位噪声；存储测试数据并进行分析.DXDiTa9E3d六、实验步骤一、正确连接信号源与频谱仪二、对信号源进行设置,输出所需地单频信号,信号源按键DIAGR--Baseband--Multicarrier CWRTCrpUDGiT三、对频谱仪进行适当设置,频谱仪按键AMPT--RF Atten Manual观察不同衰减设置下信号地变化5PCzVD7HxA四、频谱仪按键BW--Res BW Manual,观察不同RBW 带宽设置对信号频谱地影响五、频谱仪按键MKR--Phase Noise Ref Fixed,测试信号源输出信号地相位噪声<偏离10KHz、100KHz、1MHz、10MHz）jLBHrnAILg六、纪录测试数据并进行分析.七、实验结果：测得中心频率f0=3GHz,输入-10dBm时,测得输出为-11.69dBm.1、偏离10kHz<设置span为50k,RBW为300Hz）相噪：+10kHz处-101.21dBc/Hz；-10kHz处-98.17dBc/Hz2、偏离100kHz<设置span为500k,RBW为3kHz）相噪：+100kHz处-101.96dBc/Hz；-100kHz处-102.06dBc/Hz 3、偏离1MHz<设置span为3M,RBW为30kHz）相噪：+1MHz处-115.61dBc/Hz；-1MHz处-114.32dBc/Hz4、偏离10MHz<设置span为50M,RBW为100kHz）相噪：+10MHz处-128.54dBc/Hz；-10kHz处-130.16dBc/Hz 八、讨论：1.在一定条件下,衰减器衰减量每增加10dB,频谱仪显示噪声电平提高10dB.因此,要提高频谱分析仪地灵敏度需要将衰减设置得尽可能小,以降低噪声电平地值,使得信号不被噪声淹没.2.分辨率带宽是频谱仪测量参数中非常重要地一项.频谱仪在对两个频率相近地待测信号进行描述时,若两信号幅度也相似,则响应特性曲线顶部可能重迭在一起,表现为单一信号；若两信号幅度一大一小,则小信号有可能被大信号淹没,无法分辨出来.只有当两个信号地频率间隔大于或等于分辨率带宽时,频谱仪才能够正确地显示出它们.xHAQX74J0X近代微波测量实验报告<二）姓名：贾淑涵学号：201822020648 实验时间：2018年3月18日一、实验名称：滤波器响应曲线测试二、实验目地：1.了解微波测试用频谱仪地组成、构造和工作原理2.掌握微波信号源和频谱分析仪地使用方法3.在没有矢量网络分析仪地情况下利用,微波信号源和微波频谱分析仪测试滤波器地响应曲线,观察滤波器插损、3dB带宽和带外抑制特性LDAYtRyKfE三、实验器材：微波信号源一台、微波频谱分析仪一台、带通滤波器一只、低通滤波器一只、同轴电缆两根四、实验原理：滤波器是一种选频装置,可以使信号中特定地频率成分通过,而极大地衰减其它频率地成分.滤波器地性能指标通常有以下几项：1、截至频率：一般指衰减增加到某一确定值时地频率,如增加3dB时地频率,称为3dB截止频率.2、带宽BW：对于带通滤波器而言,也指衰减加大到某一确定值时地频率范围,如称为1dB通带带宽或1dB阻带带宽.带宽决定着滤波器分离信号中相邻频率成分地能力——频率分辨率.Zzz6ZB2Ltk3、回波损耗<Reflection Loss缩写RL）：回波损耗是描述滤波器性能地一个敏感参数,同时回波损耗<RL）、驻波系数<VSWR）和反射系数<）三个参数是相关地,通常用来表征滤波器反射特性.回波损耗地公式定义以及三者之间地dvzfvkwMI14、带外抑制<Rejection缩写RJ）：在给定地频率下,带外信号地插入损耗大于最小带内信号地插入损耗地数值.rqyn14ZNXI5、带内波动：指通带内信号地平坦程度,即通带内最大衰减与最小衰减之间地差别,一般用dB表示.6、品质因数Q：描述滤波器地频率选择性地强弱,分有载和无载两种情况.五、实验内容一、带通滤波器测试1. 带通滤波器截止频率2. 带通滤波器带外抑制30dB处频率点3. 带通滤波器袋内波动二、低通滤波器测试1. 低通滤波器截止频率2. 低通滤波器带外抑制30dB处频率点3. 低通滤波器带内波动六、实验步骤一、正确连接信号源、带通滤波器与频谱仪二、对信号源进行设置,输出所需地扫频信号,将扫频信号设置为100MHz到4GHz,扫描时间设置为10ms.EmxvxOtOco三、对频谱仪进行适当设置,设置RBW为1MHz,SWT为5ms,Ref 为0dBm,Att为20dB,VBW为3MHz.SixE2yXPq5四、将频谱仪地Trace设置为maxholder,扫频,观察滤波器地响应曲线.五、待曲线出现后,观察曲线.六、移动marker,读取带通滤波器地两个截止频率点,计算出中心频率.七、移动marker,读取通带两边衰减30dB处地频率点.八、移动marker,在通带内寻找最高及最低点,分别读取其功率值,计算得出带内波动.九、设置频谱分析仪,在Trace选项里选择writeclear.十、将带通滤波器取下,连接低通滤波器.重新设置信号源及频谱仪,测试滤波器指标.测试方法同带通滤波器.七、实验结果：根据实验步骤正确连接仪器及测试后,可得一下结果：1、带通滤波器测试得带通滤波器左右两个截止频率分别为：1.8483GHz,2.4783GHz.当带外抑制达到30dB时左右两边频率分别为：1.5729GHz,2.6228GHz.带内波动为：-12.8dB~-14.17dB.6ewMyirQFL通过左右截止频率,可算得中心频率为2.1633GHz2、低通滤波器测试得低通滤波器截止频率为：1.3297GHz.当带外抑制达到30dB时频率分别为：1.7176GHz.带内波动为：-10.36dB~-14.59dB.kavU42VRUs八、讨论：1、通过本实验,使我们了解微波测试用频谱仪地组成、构造和工作原理.在实际操作中,掌握微波信号源和频谱分析仪地使用方法,锻炼了我们地动手能力.y6v3ALoS892、由于没有矢量网络分析仪,使用微波频谱分析仪测试滤波器地响应曲线,频谱仪只能测试功率,所以未能测试滤波器地相位信息.M2ub6vSTnP3、通过这次实验,明白了在一定地实验条件及实验要求下,我们可以灵活选择测量仪器来获取所需地数据.近代微波测量实验报告<三）姓名：贾淑涵学号：201822020648 实验时间：2018年3月25日一、实验名称：微波介质谐振器测量二、实验目地：1、了解微波谐振腔地构造和工作原理；2、掌握正确使用矢量网络分析仪测试谐振参数地方法；3、掌握利用矢量网络分析仪测试所得谐振参数计算被测介质材料介电常数地方法；三、实验器材：微波信号源一台、微波频谱分析仪一台、介质谐振器测试装置、同轴电缆两根四、实验原理：微波介质谐振器具有介电常数大和固有品质因数高、温度稳定性好、体积小、重量轻、成本低、易于集成等优点,引起了人们高度重视,并已广泛地应用于微波通信、卫星通信、雷达、遥控遥测、导弹制导、电子对抗等领域.0YujCfmUCw谐振单元地理想模型是被测介质谐振器为圆柱体,其两端面由无穷大良导体金属短路板短路,如图所示.若介质谐振器为非磁性(=1>和较高介电常数材料,则在谐振单元中存在陷模和漏模.陷模地能量主要集中在介质谐振器内及其附近,品质因数Q值较高；漏模地能量将沿半径r方向向外辐射,Q值较低.在谐振单元中,若取圆柱坐标系,并取z为轴向.根据电磁谐振理论,可得谐振单元中陷模TE0mn地特征方程组：eUts8ZQVRd式中和 <n=0,1）分别为第一类贝塞耳函数和第二类变态贝塞耳函数.当测得介质谐振器地结构尺寸和谐振频率后,联立求解式上述式子可得被测介质材料地介电常数.sQsAEJkW5T五、实验内容1.对仪器进行适当地参数设置2.正确连接仪器与谐振腔,选择使用适合地转接头3.测试谐振腔载入被测材料前后地谐振频率和Q值4.存储测试数据并进行分析六、实验步骤一、连接仪器；二、设置矢网扫频带宽为9kHz~6GHz<全频带）,功率为0dBm,点数为401；三、观察谐振峰出现频点,选取较为明显地谐振峰进行测试<将谐振器地上面板上抬,观察各个波峰,往低频段移动地即是我们所要测量地TE011模式地谐振峰）；GMsIasNXkA四、将光标置与选定地谐振峰,其对应频率置为扫描中心频率；五、减小扫描带宽,并保持光标置于谐振峰峰值处；六、重复步骤4-5,直到所显示曲线上下为4dB左右；七、测量谐振频率f0,3dB带宽等参数并作记录,并利用公式计算谐振器Q值.七、实验结果：1. 测得谐振频率f0 为4.776576GHz2. 3dB 功率频点为 4.775463GHz~ 4.777754GHz,3dB带宽为0.002291GHzTIrRGchYzg3.计算谐振器Q值为：Q==f0/Δf=2084.93八、讨论：通过本实验,使我们了解了谐振器地原理及性能指标.在实际操作中,掌握微波信号源和频谱分析仪地使用方法,锻炼了我们地动手能力.7EqZcWLZNX。

频谱分析仪相位噪声测量原理
窦雪茹;崔素玲
【期刊名称】《科技信息》
【年(卷),期】2009(000)006
【摘要】本文首先讲述了频谱分析仪测量相位噪声的基本原理.然后介绍了相位噪声选件对频谱分析仪在软硬件方面的要求,给出了相位噪声选件的软件算法及其功能实现,同时讲述了对数曲线测量、单频偏点测量、均方根相位噪声测量三种别量方法,最后说明了使用相位噪声选件测量相位噪声时的注意事项.
【总页数】2页(P81,83)
【作者】窦雪茹;崔素玲
【作者单位】中国电子科技集团公司第四十一研究所;中国电子科技集团公司第四十一研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TH74
【相关文献】
1.频谱分析仪在相位噪声测量中的应用 [J], 吴诚
2.频谱分析仪在相位噪声测量中的应用 [J], 吴诚
3.基于频谱分析仪的相位噪声测量探讨 [J], 王林林;杨帆;李凯峰;徐靖玖;许俊龙
4.频谱分析仪在相位噪声测量领域中的应用 [J], 蒋钧涛;冯慧娟
5.频谱分析仪在相位噪声测量中的应用 [J], 吴诚
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⽤频谱仪测量相位噪声的⽅法谱仪是以领域⽅式对信号参数进⾏分析的仪器，其实质为⼀连续选频式电压表或扫频测试接收机，主要⽤来观察各种已调制信号的频谱、调 制度及信号源的频谱纯度、有⽆谐波 失真、寄⽣调制等。

频谱仪还有⼀种特殊的功能，即相位噪声的测试。

相位噪声是对频率综合器或者是微波信号源的频率稳定度的⼀种度量，是衡量频率源稳定度的重要参数。

在频率分析仪上，信号的所有不稳定度总和(即相位噪声和幅度噪声的总和)表现为载波两侧的噪声边带，通常当已知幅度噪声远⼗相位噪声时(⼩于 10dB)，在频谱仪上读出的边带噪声即为相位噪声。

应该指出。

不同场合对相位噪声的要求不同，测量⽅法也不同。

典型的测试⽅法已有相应的测试设备。

⽤频谱仪测相位噪声的⽅法为简易的⼀种⽅法，仅适合于要求不⾼的场合，同时也是⼴泛应⽤和⼗分有效的⽅法，其特点为简单，易操作。

⽤频谱仪直接的测量⽅法为：相位噪声的定义偏离载频 f 处(f 为指定频偏)，单边带相位噪声功率密度(即单边带内 lH2 带宽内的功率)与载波功率之⽐。

在频谱仪上偏离指定频偏处。

得到的是在等效带宽内 B 的总噪声功率电平 Pssb，须将分辩率带宽转换到1Hz 的等效噪声功率带宽， ⽤公式 B＝l 0lgl·2RBW／1Hz 表⽰，加上频谱仪的修正因⼦ 2·5dB。

⽤频谱直接测量相位噪声时，修正后的公式为：1P(f)＝Pssb／Ps-101g1·2RBW／1Hz+2·5式中：Pssb：指定偏移频率处，带宽⼀定时的⼀个边带的噪声功率电平Ps：载波的功率电平单位为：dBc／Hz下⾯是⽤ Agilent 89440A频谱仪(O-1·8GHz)测试 FLUKE 公司的 607lA 合成源某⼀信号的相位噪声过程的图表。

测试步骤：1、设置中⼼频率 CENTER 使被测信号靠近屏幕的左侧或中⼼。

2、设置参考电平 REF LEVEL 略⼤于或等于载波信号的幅度。

怎么使用频谱分析仪和前置放大器和信号发生器来准确测量噪声系数频谱分析仪是一种带有显示仪表的超外差式承受设备，是研究分析电信号频谱构造的仪器，应用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量，可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数，是一种多用途的电子测量设备。

前置放大器通常是指放置在信源与放大器级之间电路或电子设备，是专为承受来自信源的微弱电压信号而设计的。

而信号发生器，一般会被称之为信号源，也会被叫做是振荡器，也是一种可以支持多种频率波形以及电平信号的设施。

频谱分析仪中的前置放大器的作用有哪些？前置放大器：放在所有处理电路之前（就在输入口的后面）的功率放大器，增大信号强度，增大信噪比减小底噪的干扰。

实际是信号增大，底噪不变。

但是以信号为参考，认为信号不变，同样也可以说成底噪降低。

如何使用频谱分析仪、前置放大器和信号发生器来测量噪声系数？仅需要用频谱分析仪和前置放大器，就能作许多噪声系数测量。

只需用频谱分析仪、前置放大器和信号发生器，就能覆盖被测器件的频率。

这种方法的精度低于需要经校准噪声源的Y因素技术，与所关注频率的分析仪幅度精度相当。

具体测量步骤为：1.把信号发生器和频谱分析仪设置为所测噪声系数的频率，测量器件的增益。

把该值标为Gain（D）。

2.同样方法测量前置放大器增益。

把该值标为Gain（P）。

3.断开频谱分析仪的任何输入，把输入衰减器设置为0dB。

前置放大器输入没有任何连接。

把它的输出接到频谱分析仪输入。

在作这一连接时，您会看到分析仪显示的平均噪声级的增加。

4.把被测器件的输入接至其特性阻抗，把输出接到前置放大器输入。

此时分析仪显示的噪声级应增加。

5.把频谱分析仪视频带宽（VBW）设置为分辨率带宽的1%或更低。

按标记功能（MKRFCTN）键，随后按NoiseMarkerOn软键。

把标记放置在所要测噪声系数的频率上。

读以dBm/Hz为单位的标记噪声功率密度读数，把它标为Noise（O）。

频谱分析仪相位噪声测量原理
1.直接法
直接法是通过频谱仪根据输入信号和参考信号之间的差异进行相位噪声的测量。

这种方法采用两个互补的技术：相干测量和非相干测量。

相干测量要求输入信号和参考信号在频率和相位上是一致的。

频谱分析仪会产生一个与输入信号相干的参考信号，并与输入信号进行运算，计算两者之间的相位差。

通过这种方法可以获得高精度的相位噪声测量结果。

2.自相关法
自相关法是通过频谱分析仪的自相关功能进行相位噪声的测量。

自相关是一种将输入信号与其自身进行运算的方法，用于计算信号的相关性。

频谱分析仪中的相关计算功能可以用于估计输入信号的相位噪声水平。

该方法的优点是简单易用，且可用于各种类型的信号。

相位噪声测量的基本步骤如下：
1.选择合适的测量方法和仪器设置。

2.提供输入信号。

输入信号可以是任何具有频率稳定性的信号源，例如射频信号源、时钟源等。

信号源应该尽可能干净，以避免噪声对测量结果的干扰。

3.相位噪声测量仪器设置。

根据输入信号的要求，设置频谱分析仪的中心频率、带宽、功率范围等参数。

4.执行相位噪声测量。

根据所选的测量方法，进行相干测量或非相干测量，或直接进行自相关计算。

测量过程中需要考虑到信号源的稳定性、测量仪器的灵敏度和噪声等因素，以确保测量结果的准确性。

5. 数据分析和结果评估。

根据测量结果，进行数据分析和结果评估。

相位噪声的评估通常使用相位噪声密度（PM Noise Density）和相关参数（例如RMS相位偏移、频率抖动等）进行表示。

频谱分析仪在相位噪声测量领域中的应用摘要频谱分析仪是一种用于频率分析和谱线显示的专业仪器，可以广泛应用于信号处理、通信系统、声音、振动等领域。

本文主要介绍频谱分析仪在相位噪声测量领域的应用。

通过与自由运动晶体振荡器的比较，我们发现，使用合适的频谱分析仪可以准确测量相位噪声。

此外，本文还介绍了频谱分析仪在测量噪声谱密度、振动频谱等方面的应用，证明了频谱分析仪在相位噪声测量领域中的重要性和应用价值。

关键词：频谱分析仪；相位噪声；噪声谱密度；振动频谱正文1.引言频谱分析仪是一种用于频率分析和谱线显示的专业仪器，可以广泛应用于信号处理、通信系统、声音、振动等领域。

其中，相位噪声是一种非常重要的参数。

由于在很多领域中，相位噪声的大小与信噪比有很大关系，因此精确测量相位噪声对于提高系统性能和优化实验结果至关重要。

2.频谱分析仪的工作原理在进行相位噪声测量时，频谱分析仪通过将信号转换为频谱图来帮助解析信号中的频率成分。

频谱图是一种将信号的频率分布显示为谱线的图形。

频谱分析仪可以利用输入电路中的信号进行数字信号处理和FFT，从而对信号的幅度和相位进行测量。

3.频谱分析仪的应用在相位噪声的测量中，频谱分析仪可以通过测量当前信号与参考信号之间的差异来提取相位噪声。

这种差异被称为相位噪声，它通常被定义为时间内相位变化的标准偏差。

相位噪声测量通常使用自由运动晶体振荡器作为参考源。

频谱分析仪可以对参考信号和待测试信号进行FFT分析，从而提取频率、幅度和相位信息。

通过比较参考信号和待测试信号的相位信息，可以确定相位噪声的大小和分布情况。

另外，频谱分析仪还可以用于测量噪声谱密度和振动频谱。

噪声谱密度是噪声功率在单位频率范围内的分布，通常用dBc/Hz表示。

振动频谱则是描述系统振动的频率响应函数，可以帮助我们识别系统中的共振或阻尼效应，并优化控制系统设计。

4.结论本文介绍了频谱分析仪在相位噪声测量领域的应用，证明了频谱分析仪在测量噪声谱密度、振动频谱等方面的重要性和应用价值。

频谱分析仪相位噪声测量原理(图文)论文导读：相位噪声是衡量信号源频稳质量的要紧技术指标，专用的相位噪声测试系统设备量庞大，价格昂贵，用频谱分析仪测量相位噪声是一种简单直接的测量方法，而频谱分析仪作为通用的测量仪器，广泛应用于普通实验室与雷达、通信、电子设备的生产使用中。

针对某频谱仪开发的相位噪声测试选件不仅能为用户自动完成相位噪声测量功能，并提供多样化的测试报表，使相位噪声的测量变得简单、快捷。

关键词：频谱分析仪，相位噪声1引言相位噪声是衡量信号源频稳质量的要紧技术指标，专用的相位噪声测试系统设备量庞大，价格昂贵，用频谱分析仪测量相位噪声是一种简单直接的测量方法，而频谱分析仪作为通用的测量仪器，广泛应用于普通实验室与雷达、通信、电子设备的生产使用中。

随着现代频谱分析仪性能（动态范围、分辨率、内部噪声）的不断提高，给直接频谱分析法制造了有利条件。

针对某频谱仪开发的相位噪声测试选件不仅能为用户自动完成相位噪声测量功能，并提供多样化的测试报表，使相位噪声的测量变得简单、快捷。

本文重点介绍了用频谱分析仪测量相位噪声的原理与相噪选件的实现。

2相位噪声的基本概念频率稳固度是信号源的重要指标，指在一定的时间间隔内，信号源输出频率的变化。

根据时间间隔的长短可分为长期稳固度与短期稳固度。

短期稳固度在时域表现为在波形零点处的抖动，能够用相对频率起伏（阿伦方差）来描述，在频域则用相位噪声来表征。

一个有幅度与频率起伏的正弦波可表示为：υ（t）= [V0 +a(t)]sin[2πf0t+φ（t）] （1）式中a（t）= 幅度噪声，φ（t）= 相位噪声通常信号源输出的信号都会有调幅噪声a(t) <<V0，它不直接造成频率起伏或者者相位起伏，不影响频率稳固度，在这里能够忽略不计。

信号的噪声边带要紧由调相噪声引起，实际测量中常用单边带相位噪声（SSB）来表示短期频率稳固度，美国国家标准局把SSB相位噪声（L(ƒm)）定义为：偏离载波频率ƒm Hz，在1Hz带宽内一个相位调制边带的功率PSSB与总的信号功率Ps之比，即L(ƒm)= = （2）L(ƒm)是相位噪声最常用的表示形式，通常用有关于载波波段1Hz带宽的对数表示（dBc/Hz）。

将频谱分析仪扩展用作相位噪声测试装置频谱分析仪是一种通用测试工具，它能够对宽广的频率范围内的大动态范围信号进行显示。

然而，通过在其中包括相位噪声测试仪的装置，马里兰州哥伦比亚市Rohde &amp;Schwarz 公司的FSUP Signal Source Analyzer 信号源分析仪超越了传统的频谱分析仪的功能。

现提供的各种型号工作于10MHz~8.0GHz，10 MHz~26.5GHz，或10 MHz~50GHz，它结合了极佳的性能以及快捷简单的操作。

FSUP Signal Source Analyzer 信号源分析仪(见各种测量提供了无与伦比的性能和准确性，如其动态范围如下：显示平均噪声水平(DANL) 为- 160dBm、三阶交调截取点为+25 dBm。

为可靠地测量高频振荡器的相位噪声，FSUP 分析仪中包括一个低噪声内部参考源，它能够提供1-GHz 载波频率偏移10 kHz 处-134 dBc/Hz 的相位噪声，或同样载波频率偏移10 MHz 处-170dBc/Hz 的相位噪声。

杂散电平为-80 dBc/8GHz、-68 dBc/26.5GHz，以及-62 dBc/50GHz。

可选择的型号FSUP-B60 为FSUP 分析仪提供了两条平行接收路径，以通过两路径之间的交叉关联进行相位噪声测量。

这样就消除了内部参考源固有的噪声，并使动态范围改善高达20 dB。

FSUP Signal Source Analyzer 信号源分析仪具有解析频宽(RBW)滤波器功能，在10 Hz ~20 MHz 具有3dB 带宽，以及50-MHz 宽带滤波器。

这些分析仪还包括在200 Hz、9 kHz 和120 kHz 具有6dB 带宽的电磁噪声干扰(EMI)滤波器，以及在1 Hz ~30 kHz 具有3dB 带宽的快速傅利叶变换(FFT)数字过滤器。

视频(3dB)带宽滤波器在1 Hz ~10 MHz 范围。