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nba火狐体育登录首页:相位噪声的时域测量方法
发布时间: 2024-04-26 09:26:32 来源:火狐体育靠谱吗 作者:火狐体育投注靠谱不

  为了更为精确的描述相位噪声,通常定义其为在某一给定偏移频率处的dBc/Hz值,其中,dBc是以dB为单位的该频率处功率与总功率的比值。如一个振荡器在某一偏移频率处的相位噪声定义为在该频率处1Hz带宽内的信号功率与信号的总功率比值,即在fm频率处1Hz范围内的面积与整个噪声频下的所有面积之比,如下图2所示。

  TIE(Time Interval Error),时间间隔误差,是指信号的实际边沿与其理想边沿之间的偏差,理想边沿可以为固定频率信号的边沿位置,如100MHZ的信号,那么上升边沿位置就固定在10ns的整数倍位置处;也可以通过CDR(时钟数据恢复)的方法恢复出的时钟作为理想时钟。如下图3所示,实际时钟信号的每一个实际边沿位置与理想时钟的边沿位置都会做一个比较,它们之间的差值就叫做TIE抖动。

  根据上文的分析,相位噪声是指信号相位的随机性波动的功率谱密度,在频域里相位噪声通常被表达为dBc/Hz。如果信号的相位噪声值非常小,那么则需要使用具有高动态范围的频域仪器进行测量,才能得到较好的结果。如果信号的相位噪声在-70dBc(或者结合平均方法为-80dBc)以上,则可以选择使用示波器进行测试。目前测量相位噪声主要有三种仪器,一是频谱仪,二是示波器,三是专用的相位噪声分析仪。频谱仪中通常具有相位噪声的测试项,可以从信号频谱上测量出相位噪声的值并进行适当的修正即可,测试原理即为测试某一指定偏移频率处的功率电平(1Hz带宽内)与载波总功率电平的比值;使用示波器进行相位噪声的测量则是在

  里先测试出抖动,然后再将抖动值按照上述提到的相位噪声与抖动的转换关系转换得到;由于示波器和频谱仪的动态范围有限,因此对于很小的相位噪声很难测试得非常准确。因此如果需要准确的测试比较小的相位噪声时,则可以选用专门测试相位噪声的相位噪声测试仪。

  Step1:在示波器的“Timebase”按钮中选择“Fixed Sample Rate”,并设置一个合理的采样率以确保在信号边沿上采集到足够多的样本点,如图4所示。

  Step2:设置示波器的最小采集窗口时间至少为1ms,这将在FFT频谱中提供1KHz的频率分辨率。时间窗口越长,FFT频谱的频率分辨率越高(比如说5ms的采集时间窗口将得到200Hz的FFT频谱分辨率),如图5所示。

  Step3:如下图所示,对于204.8MHz的时钟信号,为了获得一个很大的捕获时间窗口,我们采集了100M的采样点数,获得5ms的捕获时间窗口,如图6所示。

  Step7:关掉 PLL并适当微调“Customer Frequency”以获得“Track”函数曲线使用力科示波器测量相位噪声步骤7

  Step8:对Track曲线:选择FFT参数设置中的“Magnitude”、“VonHann”、“LeastPrime”,并去掉“Suppress DC”选择,如图12所示。

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  Step11:在“Rescale”运算设置中,选择乘以“20”,然后通过下述公式决定需要增加的常数:20log10(pi*carrier frequency)。在本例中,20log10(643398175)=176,在“Rescale”运算设置中输入该常数值,如图14所示。

  Step12:使用一个光标放置在相应的相位噪声偏移频率(比如10khz)位置并直接从F4曲线中读出cursor对应的以DBC为单位的相位噪声值。如本例中的10khz的相位噪声为-109.63dBc,如图15所示。

  本文简要介绍了相位噪声及其TIE抖动的概念及其相互转换关系,并重点介绍了基于力科示波器是如何测量出TIE抖动并将抖动参数转换为相位噪声的。

  1、Phase Noise and Jitter Requirements for Serial IO Applications,SI time Application Notes

  2、Lecroy Step by Step references:How to measure phase noise,Mike Hertz,Lecroy


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