相位噪声从频域描绘了信号频率的安稳度，是描绘信号质量的重要目标。关于多普勒雷达体系、无线电通信、空间信号传输等运用有着重要的影响。对信号进行相位噪声目标丈量是现在作业中常常遇到的作业，本文首先从信号相位噪声的界说下手，要点介绍运用信号剖析仪进行相位噪声丈量的办法及留意事项。
1、相位噪声是什么？
在频域内，一个抱负正弦波信号的表现是一个单谱线；实践信号除了主信号之外还包含一些离散的谱线，它们是随机的起伏和相位的颤动，在正常信号的左右两头以边带调制的方法呈现。在频域内信号的一切不安稳度总和表现为载波两边的噪声边带，边带噪声是一个直接的丈量与射频信号功率频谱相关噪声功率的目标。边带噪声能够表述为调频边带噪声和调幅边带噪声。大多数的被相位噪声测验体系丈量信号的调幅边带功率相对调频边带功率来说都很小，所以对大多数信号来说丈量的边带噪声便是调频边带噪声（即相位噪声也称单边带相位噪声）。它的界说为1Hz带宽内相位调制边带的功率和信号总功率的比值，单位为dBc/Hz。在信号/频谱剖析仪上，边带噪声是相位噪声和起伏噪声的总和，一般当已知调幅噪声远小于相位噪声时(小于 10dB以上)，在频谱仪上读出的边带噪声即为相位噪声。
在290K环境温度下，噪声功率基底是-174dBm/Hz。因为相位噪声和调幅噪声对热噪声的奉献是同等的，所以相位噪声对热噪声的奉献是-177dBm/Hz，比热噪声低3dB。假如载波功率较小，例如-20dBm，相位噪声就被约束到-157dBc/Hz（-177dBm/Hz-（-20dBm））。下表是载波功率和相位噪声极限值的对应表。
2、相位噪声的丈量
在频域中，常用的相位噪声丈量办法首要有直接频谱剖析仪法、相位检波器法、鉴频器法和双通道相互关法等。应该指出，在不同场合对相位噪声的要求不同，丈量办法也有所不同。典型的相位噪声丈量能够由专业相位噪声测验体系完结，但这些专业设备的价格恰当贵重，而频谱剖析仪或许新一代的信号剖析仪是相对常用的仪器，对一些相位噪声目标要求不是很严厉的场合，能够用信号/频谱剖析仪进行相位噪声目标的丈量。
经过谱剖析进行相位噪声丈量的办法称为直接频谱剖析仪法。该办法不只能在剖析仪上直接显现相位噪声的丈量值，并且还能够一起准确地显现是否有其他离散信号，具有简略、灵敏易用的特色。被测信号能够直接加到剖析仪的射频输进口后，由剖析仪直接进行剖析丈量；也能够现将被测信号与相位噪声目标更好的参阅信号混频后，得到一适宜中频信号，再由剖析仪对这一中频信号进行剖析。
跟着仪器仪表技能和功用的开展，现在高级信号/频谱剖析仪大多具有相位噪声丈量选件。该选件丈量界面和操作办法同专业的相位噪声丈量仪器相似，将信号接入剖析仪后，设置适宜的载波频率或许进行载波主动查找，然后设置丈量的频偏规模，等候丈量完毕，一条完好的边带噪声曲线就呈现在界面上，假如对某些点的值感兴趣，翻开符号功用，设置到相应的频偏，符号就显现出该点的丈量成果。
信号/频谱剖析仪 相位噪声选件丈量界面
假如剖析仪没有相位噪声丈量选件，在频谱剖析功用下，进行一些相应的设置也能够对信号进行相位噪声目标测验，测验成果和相位噪声丈量选件的测验成果是相同的。下述的测验过程是一种通用的具有频谱剖析功用的剖析仪丈量相位噪声的测验过程。
（1）
（2）在剖析仪上设置适宜的参阅电平，参阅电平设置应略大于或许等于被测载波信号的实践输出电平值。此过程能够用剖析仪“符号到参阅电平”的符号功用。此过程中，假如被测载波信号功率较小，应该在确保信号不紧缩的情况下，尽量选用小的衰减器档位。
（3）设置恰当的分辨率带宽和视频带宽：假如剖析仪的这两个参数处于主动相关设置状况能够免于操作，假如不是则需求手动设置，这两个参数不宜设置太大，太大了影响目标丈量的准确度，可是太小了会影响丈量速度。能够先挑选较大的中频带宽，然后逐渐减小，直至相位噪声的丈量值不再减小停止。
（4）翻开“轨道均匀”功用；翻开“符号”、查找“峰值”，然后翻开“差值符号”，设差值符号值为拟丈量频偏值，再从“符号功用”内翻开噪声符号功用。当时符号显现的值即为载波信号在该频偏处的相位噪声值，单位为dBc/Hz。
信号/频谱剖析仪 频谱剖析下相位噪声丈量界面
3、丈量的留意事项
（1）选用高性能信号剖析仪或许频谱剖析仪
首先应尽量选用本底噪声低的剖析仪，因为所丈量的相位噪声下限取决于剖析仪的本底噪声。剖析仪作为一种超外差的剖析设备，终究的丈量成果是外部输入信号同本机内部本振信号叠加的成果，假如外部输入信号的相位噪声目标高于剖析仪本身的目标，丈量的成果实践是剖析仪的相位噪声。只需外部信号的相位噪声目标要比剖析仪目标差时（差3dB以上），丈量的成果才是正确的。直接频谱法不适合于更低噪底的高性能晶振或许直接式频综的测验。
（2）丈量成果为组合噪声
不论是运用剖析仪的相位噪声选件仍是频谱剖析功用下手动丈量，剖析仪均不能把调幅噪声和调频噪声区别开来，所以丈量成果是调幅和调频噪声的总和。为了准确丈量相位噪声，一般要求被测信号的调幅噪声要比调频噪声小得多（小10dB以上），丈量成果根本为相位噪声。
（3）留意剖析仪的动态规模对丈量的影响
动态规模代表了剖析仪的丈量规模，其下限取决于剖析仪本身灵敏度和相位噪声，其上限取决于1dB紧缩点。在违背载波较近处能到达的动态规模的下限首要取决于剖析仪本身的相位噪声，在违背载波较远处剖析仪本身的相位噪声很低，动态规模的下限首要取决于剖析仪的灵敏度。因为剖析仪无载波按捺功用，丈量的动态规模受限，尤其是丈量违背载波较远处的相噪时，需求判别丈量是否受限于剖析仪的动态规模，防止丈量成果发生过错。
信号的频谱漂移会给相噪量成果带来很大的差错，乃至无法丈量。被测设备和丈量仪器在丈量进行前都需求充沛预热使其到达安稳的作业状况，剖析仪的预热时刻一般要求大于10分钟。仪器衔接要结实，尽量防止振荡，丈量时最好把仪器放置在能吸收振荡的防振垫上，削减或许消除振颤噪声。为了削减外界环境对丈量成果的影响，有条件的当地最好在屏蔽室内丈量。
（5）留意对丈量成果的批改
大多数选用模仿中频的旧式频谱剖析仪都选用对数中频扩大器和峰值检波器。对数中频扩大器对噪声信号峰值的扩大效果小于其他的噪声信号，使得丈量值偏低；用取样检波或许峰值检波器丈量噪声时，则会引进丈量差错。对数中频扩大器和检波器引进的差错一般为2.5dB，即在原有的丈量成果上需加上2.5dB。当剖析仪处于快速傅里叶改换（FFT）作业形式时，其丈量成果是离散的时域峰值呼应的频域改换值，不受峰值检波器、视频滤波器、噪声带宽等要素的影响，丈量成果无需批改。在高级的信号/频谱剖析仪中，只需翻开“噪声符号”功用，检波方法和差错批改系数会主动耦合，符号的读数便是经批改后的归一化的相位噪声丈量成果。
