SSA5000A 相噪分析功能使用指導
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穩定的頻率源是許多電子設備和大多數射頻設備的共同需要。相位噪聲可以用來(lái)描述和測量這些頻率源的短期頻率穩定性。本文將從使用角度簡(jiǎn)述鼎陽(yáng)SSA5000A頻譜儀的相位噪聲分析功能的使用方法。
2 傳統相位噪聲測量方法
使用頻譜儀的頻率分析功能是測量相位噪聲最傳統也是最直接、最廣泛使用的方法傳統相位噪聲測量方法如圖
2–1所示。首先測量載波功率（Pc??），單位為dBm。下一步使用差值光標，將光標設置到偏離載波的特定頻率，即相位噪聲邊帶中的一點(diǎn)。然后測量該偏移處1Hz帶寬內的噪聲功率（Pn）。如果將頻譜分析儀的分辨率帶寬（RBW）設置為1Hz來(lái)進(jìn)行掃描，需要的時(shí)間過(guò)長(cháng)，可以使用噪聲光標功能將RBW濾波器測量的噪聲歸一化為1Hz的帶寬，歸一化后噪聲的功率將降低NdB，其中N=10*log（RBW/Hz）。將噪聲功率（Pn）減去載波功率（Pc??），即可得到給定偏移量下的相位噪聲，單位為dBc/Hz。在絕大部分情況下，測量相位噪聲都需要在與載波不同的偏移量下重復這個(gè)過(guò)程。
圖 2–1 傳統相位噪聲測量方法
3 相位噪聲分析功能
在實(shí)際測量的過(guò)程中，確定載波頻率之后使用不同的頻偏反復測量往往過(guò)于繁瑣，SSA5000A提供了一種自動(dòng)化測量的方法。
開(kāi)機后點(diǎn)擊左上角的Spectrum Analyzer頻譜分析，進(jìn)入窗口管理頁(yè)面，點(diǎn)擊相位噪聲>Log Plot添加相位噪聲分析的窗口，此時(shí)頻譜儀工作在相位噪聲測量的模式。相位噪聲分析的工作界面和頻譜分析的操作界面類(lèi)似，如下圖 3–1所示：
工作模式
工作狀態(tài)區
測量結果區
掃描參數區
菜單區
3.1 頻率設置載波頻率：設置載波的頻率
起始頻率偏移：偏離載波頻率的最小值
終止頻率偏移：偏離載波頻率的最大值
在完成設置后，頻譜儀將自動(dòng)完成測量過(guò)程，并在定義的頻率偏移范圍內重復測量
3.2 信號追蹤設置
3.3 測試結果參考
在規定的頻率偏移范圍內測量到的單邊帶相位噪聲如圖 3
3所示。在圖中，偏移范圍為100Hz至1MHz。橫坐標使用了對數刻度，是因為這樣既可以獲得較寬的頻率范圍，又可以在接近載波時(shí)獲得更精細的分辨率——較小的偏移往往比較大頻率偏移時(shí)的相位噪聲更能反應信號的質(zhì)量。
圖表 3–1 相位噪聲測量結果
其中，跡線(xiàn)1為原始數據，跡線(xiàn)2為平滑后的單邊帶相位噪聲。
4 SSA5000A相位噪聲功能的優(yōu)勢
4.1 更低的顯示平均噪聲電平
使用頻譜分析儀進(jìn)行相位噪聲測量時(shí)，相位噪聲是通過(guò)載波功率和載波不同偏移的噪聲功率來(lái)計算的。測得的噪聲功率一般很小，為了不把信號淹沒(méi)在頻譜儀的顯示平均噪聲電平中，要求頻譜儀的顯示平均噪聲電平很低。SSA5000A的顯示平均噪聲電平低于-165dBm/Hz，用戶(hù)可以根據這項指標和頻譜儀的相位噪聲來(lái)判斷輸入信號幅度是否合適，測量是否正確。
4.2 更小的分辨率帶寬
在測量與載波偏移極小的相位噪聲時(shí)，對頻譜儀的性能具有很高的要求。為了避免同時(shí)測量到載波功率和噪聲功率，需要非常窄的分辨率帶寬。SSA5000A的最小分辨率帶寬為1Hz，在相位噪聲測量的功能中起始頻率偏移也支持1Hz的設置。
4.3 更低的相位噪聲
頻譜儀本身的相位噪聲也會(huì )對測試產(chǎn)生影響。頻譜分析儀通常有多個(gè)本地振蕩器（LO），在測試的過(guò)程中，頻譜分析儀的振蕩器也有自己的相位噪聲，會(huì )在測試信號經(jīng)過(guò)頻譜分析儀的不同階段中加入到測量信號的相位噪聲中。
因此，在使用頻譜分析儀測量相位噪聲時(shí)，需要將原始信號中的相位噪聲和儀器添加的相位噪聲區分開(kāi)來(lái)。避免這一問(wèn)題的最簡(jiǎn)單的方法就是確保頻譜分析儀的相位噪聲指標遠優(yōu)于被測設備（DUT）。鼎陽(yáng)的SSA5000A在偏移10kHz下相位噪聲低于-105
dBc/Hz@1GHz，滿(mǎn)足相當多的測量環(huán)境。
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