不同的相位雜訊量測方法有哪些？

直接頻譜這種量測方法是量測相位雜訊的經典方法：直接量測連續波 (CW) 訊號的頻譜及其雜訊旁帶功率。傳統上，此方法無法將 AM 雜訊與 PM 雜訊分離。現代相位雜訊分析儀、訊號分析儀、示波器和網路分析儀將訊號數位化並解調為幅度和相位，允許 AM/PM 分離在儀器的數位化頻寬範圍內發生。多通道儀器能夠進行交叉相關。類比相位偵測器此方法使用雙平衡混頻器作為相位檢測器，以抑制載波並量測 RF 和 LO 埠之間的相位差。移除載波可提高 ADC 滿刻度或接收器前置放大器壓縮電平的上限，因此，透過使用低 NF 基頻 LNA 放大檢測到的相位雜訊來最佳化系統靈敏度。與直接頻譜法相比，這可大幅提升初始靈敏度，但取決於參考源 (LO) 的相位雜訊性能。多通道儀器能夠進行互相關。互相關這不是一種量測方法，而是一種可以使用上述兩種量測方法中任何一種的技術。輸出訊號被分割並發送到兩個獨立的硬體通道，然後計算並對多次採集進行交叉頻譜（交叉 PSD）平均。與兩個通道相關或共有的雜訊（來自待測裝置）將被保留，而不相關的雜訊（由量測系統產生）將被消除。交叉相關相位雜訊分析儀的理論最終靈敏度是 kT 熱雜訊基底，但代價是可能需要數十億次採集才能完成計算的時間。

相位雜訊分析儀的主要規格為何，以及它們為何重要？

初始量測系統靈敏度對於非互相關相位雜訊分析儀，靈敏度顯示可量測的最大動態範圍（最小相位雜訊）。對於互相關分析儀，這是一個初始靈敏度，會隨著相關增益而改善。相關增益相關數每增加 10 倍，相關增益就會將整個偏移範圍內的初始靈敏度提高 5 dB，直到達到 kT 熱相位雜訊底限。量測至初始靈敏度的時間相關增益對於所有互相關相位雜訊分析儀都以類似方式擴展。由於時間和相關數彼此成正比，因此達到初始靈敏度所需的時間（通常是最近偏移處的 1 個相關）將決定總量測時間，並允許相位雜訊分析儀之間進行同類比較。頻率範圍與頻率偏移相位雜訊分析儀的頻率範圍決定了可測量 DUT 的中心頻率。現代相位雜訊分析儀可測量從直流 (基頻) 到毫米波頻率。使用能夠量測近端相位雜訊（低偏移）的相位雜訊分析儀，對於設計 10 MHz OCXO、判斷 OFDM 訊號對 EVM 的相位雜訊貢獻，以及設計雷達系統而言，尤為重要。使用能夠量測遠端相位雜訊（高偏移）的相位雜訊分析儀，對於判斷寬頻單載波和多載波應用中相位雜訊對 EVM 的貢獻，以及判斷高頻時脈在極寬頻寬下的整合相位雜訊（抖動）而言，非常重要。輸入功率範圍輸入功率定義了測量的有效動態範圍，因為相位雜訊始終是 dBc/Hz 的雜訊載波比測量（相對於載波功率）。

在不同應用中，相位雜訊有哪些重要的量測項目？

雷達雷達系統需要出色的相位雜訊性能，尤其是在近載波偏移處。都卜勒雷達測量因移動目標而產生頻率偏移的迴波訊號。雷達本機振盪器 (LO) 上的相位雜訊將會出現在目標迴波訊號，以及來自地面等靜止物體的大量非目標雜波迴波訊號上。雜波訊號上的此類相位雜訊可能會部分或完全遮蔽目標訊號，具體取決於其電平以及與載波的頻率分離程度。數位通訊隨著通訊系統變得更複雜且頻寬更寬，相位雜訊對系統效能的影響變得更明顯。對於具有寬頻寬的高階調變格式，遠端偏移相位雜訊通常是 EVM 的主要影響因素。正交分頻多工 (OFDM) 在現代通訊系統中，OFDM 的某些實作可以使次載波頻率間隔非常接近。這些載波會將其相位雜訊施加到相鄰載波上。在這種情況下，近端相位雜訊通常對性能產生主導影響。載波追蹤有助於緩解此問題。

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相位雜訊分析儀高靈敏度相位雜訊量測

Q: 不同的相位雜訊量測方法有哪些？

直接頻譜 這種量測方法是量測相位雜訊的經典方法：直接量測連續波 (CW) 訊號的頻譜及其雜訊旁帶功率。傳統上，此方法無法將 AM 雜訊與 PM 雜訊分離。現代相位雜訊分析儀、訊號分析儀、示波器和網路分析儀將訊號數位化並解調為幅度和相位，允許 AM/PM 分離在儀器的數位化頻寬範圍內發生。多通道儀器能夠進行交叉相關。 類比相位偵測器 此方法使用雙平衡混頻器作為相位檢測器，以抑制載波並量測 RF 和 LO 埠之間的相位差。移除載波可提高 ADC 滿刻度或接收器前置放大器壓縮電平的上限，因此，透過使用低 NF 基頻 LNA 放大檢測到的相位雜訊來最佳化系統靈敏度。 與直接頻譜法相比，這可大幅提升初始靈敏度，但取決於參考源 (LO) 的相位雜訊性能。多通道儀器能夠進行互相關。 互相關 這不是一種量測方法，而是一種可以使用上述兩種量測方法中任何一種的技術。輸出訊號被分割並發送到兩個獨立的硬體通道，然後計算並對多次採集進行交叉頻譜（交叉 PSD）平均。與兩個通道相關或共有的雜訊（來自待測裝置）將被保留，而不相關的雜訊（由量測系統產生）將被消除。交叉相關相位雜訊分析儀的理論最終靈敏度是 kT 熱雜訊基底，但代價是可能需要數十億次採集才能完成計算的時間。

Q: 相位雜訊分析儀的主要規格為何，以及它們為何重要？

初始量測系統靈敏度 對於非互相關相位雜訊分析儀，靈敏度顯示可量測的最大動態範圍（最小相位雜訊）。對於互相關分析儀，這是一個初始靈敏度，會隨著相關增益而改善。 相關增益 相關數每增加 10 倍，相關增益就會將整個偏移範圍內的初始靈敏度提高 5 dB，直到達到 kT 熱相位雜訊底限。 量測至初始靈敏度的時間 相關增益對於所有互相關相位雜訊分析儀都以類似方式擴展。由於時間和相關數彼此成正比，因此達到初始靈敏度所需的時間（通常是最近偏移處的 1 個相關）將決定總量測時間，並允許相位雜訊分析儀之間進行同類比較。 頻率範圍與頻率偏移 相位雜訊分析儀的頻率範圍決定了可測量 DUT 的中心頻率。現代相位雜訊分析儀可測量從直流 (基頻) 到毫米波頻率。 使用能夠量測近端相位雜訊（低偏移）的相位雜訊分析儀，對於設計 10 MHz OCXO、判斷 OFDM 訊號對 EVM 的相位雜訊貢獻，以及設計雷達系統而言，尤為重要。 使用能夠量測遠端相位雜訊（高偏移）的相位雜訊分析儀，對於判斷寬頻單載波和多載波應用中相位雜訊對 EVM 的貢獻，以及判斷高頻時脈在極寬頻寬下的整合相位雜訊（抖動）而言，非常重要。 輸入功率範圍 輸入功率定義了測量的有效動態範圍，因為相位雜訊始終是 dBc/Hz 的雜訊載波比測量（相對於載波功率）。

Q: 在不同應用中，相位雜訊有哪些重要的量測項目？

雷達 雷達系統需要出色的相位雜訊性能，尤其是在近載波偏移處。都卜勒雷達測量因移動目標而產生頻率偏移的迴波訊號。雷達本機振盪器 (LO) 上的相位雜訊將會出現在目標迴波訊號，以及來自地面等靜止物體的大量非目標雜波迴波訊號上。雜波訊號上的此類相位雜訊可能會部分或完全遮蔽目標訊號，具體取決於其電平以及與載波的頻率分離程度。 數位通訊 隨著通訊系統變得更複雜且頻寬更寬，相位雜訊對系統效能的影響變得更明顯。對於具有寬頻寬的高階調變格式，遠端偏移相位雜訊通常是 EVM 的主要影響因素。 正交分頻多工 (OFDM) 在現代通訊系統中，OFDM 的某些實作可以使次載波頻率間隔非常接近。這些載波會將其相位雜訊施加到相鄰載波上。在這種情況下，近端相位雜訊通常對性能產生主導影響。載波追蹤有助於緩解此問題。

Keysight 相位雜訊分析儀分為兩種級別。PN3 級包括 E5045A-E5047A 訊號源分析儀，而 PN7 級包括 E5055A-E5058A 訊號源分析儀。

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在最低訊號位準下進行精確的相位雜訊量測

Keysight 相位雜訊分析儀分為兩個級別。PN3 級包括 E5045A-E5047A 信號源分析儀，PN7 級則包括 E5055A-E5058A 信號源分析儀和 N5511A 相位雜訊測試系統。它們提供準確、高靈敏度的量測，以偵測最低水準的相位雜訊和寄生信號。增強型互相關方法可抑制內部雜訊，並確保準確、可重複的結果 —— 特別是在量測具有極低相位雜訊的信號源時。我們的高階型號支援超高靈敏度的量測，讀數可達 kT 熱雜訊底線（-177 dBm/Hz），確保對最低可能的信號準則進行精確特性分析。您可以從我們的熱門配置中選擇一種，或是針對您的應用進行特定配置。需要協助選擇嗎？請參閱下方的資源。

高量測靈敏度

偵測低位準相位雜訊和高靈敏度雜散訊號，可對訊號源進行精確特性分析，並確保待測裝置 (DUT) 的可靠效能。

互相關法

採用雙獨立通道，透過互相關主動抑制內部雜訊，可精確可靠地量測相位雜訊極小的訊號源。

專用相位雜訊分析

專為精確量測脈衝和非脈衝訊號的絕對與殘餘相位雜訊而設計，以便全面評估整體系統和元件層級的性能。

AM / 基頻效能

測量振幅調變 (AM) 和基頻雜訊，兩者皆會降低數位調變訊號中的誤差向量幅度 (EVM)，並影響整體相位雜訊性能。

最高頻率

7 GHz 至 54 GHz
Maximum offset frequency

160 MHz 至 8 GHz
Absolute phase noise sensitivity (10 GHz @ 10 kHz offset, Xcorr=1)

-149 dBc/Hz 至 -153
Residual phase noise sensitivity (10 GHz @ 10 kHz offset, Xcorr=1)

-187 dBc/Hz 至 -150 dBc/Hz