在許多高端通信應(yīng)用中都會(huì)使用到晶振，為了更好地保證設(shè)備高效使用，消除相位噪聲來(lái)保持電子RF電路中強(qiáng)大的頻率穩(wěn)定性非常重要。對(duì)于雷達(dá)系統(tǒng)中的精確瞄準(zhǔn)和其他通信系統(tǒng)中的頻譜純度而言，尤其如此。讓我們深入研究一下晶振相位噪聲和抖動(dòng)的含義。這將幫助您更好地了解為什么降低系統(tǒng)的相位噪聲非常重要。

一、什么是相位噪聲？

相位噪聲 表示在波形的頻域中，由相位（頻率）的快速，短期，隨機(jī)波動(dòng)組成。這是由時(shí)域不穩(wěn)定性（抖動(dòng)）引起的。

確保不要將相位噪聲與抖動(dòng)混淆。抖動(dòng) 是一種描述晶振在時(shí)域中的穩(wěn)定性的方法。它將所有噪聲源組合在一起，并顯示它們相對(duì)于時(shí)間的影響。

用最簡(jiǎn)單的術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，相位噪聲描述了晶振在頻域中的穩(wěn)定性，而抖動(dòng)則描述了時(shí)域中的穩(wěn)定性。

二、了解相位噪聲的簡(jiǎn)單五步路徑

要建立對(duì)相位噪聲的深入了解，請(qǐng)嘗試使用此簡(jiǎn)單的5步過(guò)程。一旦理解了這5個(gè)步驟，您就會(huì)了解造成相位噪聲的原因！

“頻譜密度如何在5步過(guò)程中與相位噪聲相關(guān)聯(lián)？” 這是每個(gè)步驟的更多詳細(xì)信息。

步驟1：光譜密度

頻譜密度是在頻域中信號(hào)功率強(qiáng)度的度量。 頻譜密度提供了一種有用的方式來(lái)表征隨機(jī)信號(hào)的幅度與頻率含量。

在您選擇的不同頻率間隔上繪制每個(gè)頻譜密度點(diǎn)時(shí)（在本例中為1Hz），您將看到一個(gè)如下圖所示的圖形：

步驟2：信號(hào)功率密度

所謂的噪聲信號(hào)功率密度 。從開始到停止的圖形的上邊帶，這稱為“單邊帶”。

步驟3：噪聲功率密度

現(xiàn)在，我們可以將單邊帶的繪制部分稱為噪聲（高于標(biāo)稱振蕩器頻率（Fosc）且與諧波無(wú)關(guān)的任何東西都可以視為相位噪聲）。圖中此部分的技術(shù)術(shù)語(yǔ)為“ 噪聲功率密度”。由于要查找的范圍較大，因此此時(shí)我們以dBW（LOG（Watts））為單位測(cè)量噪聲功率密度。

步驟4：SSB噪聲密度

當(dāng)我們結(jié)合單邊帶和噪聲功率密度時(shí)，實(shí)際上是在測(cè)量所謂的SSB（單邊帶）噪聲密度。

步驟5：相位噪聲

最后，我們可以在時(shí)域中觀察到這一點(diǎn)，然后看到一個(gè)“抖動(dòng)”波形（見圖表），我們正在觀察“抖動(dòng)”。因?yàn)槎秳?dòng)遠(yuǎn)小于一個(gè)完整周期（請(qǐng)參見圖表），所以可以說(shuō)它是由“相位波動(dòng)”（而不是頻率波動(dòng)）引起的。由于這些波動(dòng)是噪聲，因此實(shí)際上是 相位噪聲。

所以SSB噪聲密度=相位噪聲，這就是相位噪聲的來(lái)源！其實(shí)很容易理解

三、什么引起相位噪聲？

高端應(yīng)用（例如，雷達(dá)通信，軍事通信以及太空和衛(wèi)星通信）中的相位噪聲通常是由

高振動(dòng)

微振動(dòng)

g力和加速度靈敏度

使用抗振動(dòng)的g靈敏度晶振是消除所有這些潛在來(lái)源的相位噪聲的最佳方法。

以下是晶振中一些常見的相位噪聲源。

隨機(jī)噪聲源：

熱（約翰遜）噪聲

散粒噪聲

閃爍噪聲（粉紅色噪聲）

晶體缺陷（老化）
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