Phase-Geräusch ist die Frequenzbereichsdarstellung von schnellen, kurzfristigen, zufälligen Schwankungen in der Phase einer Wellenform, die durch Zeitabschnitt-Instabilitäten ("Bammel") verursacht ist. Im Allgemeinen sprechen Radiofrequenzingenieure vom Phase-Geräusch eines Oszillators, wohingegen Digitalsystemanalytiker mit dem Bammel einer Uhr arbeiten.

Historisch hat es das zwei Widersprechen gegeben noch weit hat Definitionen für das Phase-Geräusch verwendet. Die von einigen Autoren verwendete Definition definiert Phase-Geräusch, um Power Spectral Density (PSD) einer Phase eines Signals zu sein, der andere basiert auf dem PSD des Signals selbst. Beide Definitionen geben dasselbe Ergebnis an vom Transportunternehmen gut entfernten Ausgleich-Frequenzen nach. Am Ende - in Ausgleichen jedoch hängen Charakterisierungsergebnisse stark von der gewählten Definition ab. Kürzlich hat der IEEE seine offizielle Definition dazu geändert, wo die (einseitig bespannte) geisterhafte Dichte Phase-Schwankungen eines Signals ist.

Ein idealer Oszillator würde eine reine Sinus-Welle erzeugen. Im Frequenzgebiet würde das als ein einzelnes Paar von Delta-Funktionen vertreten (positiv, und negativ paart sich) an der Frequenz des Oszillators, d. h. die Macht ganzen Signals ist an einer einzelnen Frequenz. Alle echten Oszillatoren haben abgestimmte Geräuschbestandteile der Phase. Die Phase-Geräuschbestandteile breiten die Macht eines Signals zu angrenzenden Frequenzen aus, auf Geräuschseitenfrequenzbänder hinauslaufend. Oszillator-Phase-Geräusch schließt häufig niedriges Frequenzflackern-Geräusch ein und kann weißes Geräusch einschließen.

Denken Sie das folgende freie Geräuschsignal:

:v (t) = Acos (2πft).

Phase-Geräusch wird zu diesem Signal durch das Hinzufügen eines stochastischen Prozesses hinzugefügt, der durch φ zum Signal wie folgt vertreten ist:

:v (t) = Acos (2πft + φ (t)).

Phase-Geräusch ist ein Typ des cyclostationary Geräusches und ist nah verbunden, um nervös zu sein. Ein besonders wichtiger Typ des Phase-Geräusches ist das, das durch Oszillatoren erzeugt ist.

Phase-Geräusch (L (f)) wird normalerweise in Einheiten von dBc/Hz ausgedrückt, die Geräuschmacht hinsichtlich des Transportunternehmens vertretend, das in einer 1-Hz-Bandbreite enthalten ist, die an bestimmte Ausgleiche vom Transportunternehmen in den Mittelpunkt gestellt ist. Zum Beispiel kann ein bestimmtes Signal ein Phase-Geräusch von-80 dBc/Hz an einem Ausgleich von 10 Kilohertz und-95 dBc/Hz an einem Ausgleich von 100 Kilohertz haben. Phase-Geräusch kann gemessen und als einzelnes Seitenfrequenzband oder doppelte Seitenfrequenzband-Werte ausgedrückt werden, aber wie bemerkt, früher hat sich der IEEE als seine offizielle Definition, eine Hälfte des doppelten Seitenfrequenzbandes PSD angepasst.

Bammel-Konvertierungen

Phase-Geräusch wird manchmal auch gemessen und als eine erhaltene Macht durch die Integrierung L (f) über eine bestimmte Reihe von Ausgleich-Frequenzen ausgedrückt. Zum Beispiel kann das Phase-Geräusch-40 über die Reihe von 1 Kilohertz bis 100 Kilohertz integrierte dBc sein. Dieses Einheitliche Phase-Geräusch (ausgedrückt in Graden) kann zum Bammel (ausgedrückt in Sekunden) das Verwenden der folgenden Formel umgewandelt werden:

Ohne 1/f Geräusch in einem Gebiet, wo das Phase-Geräusch einen-20 DBc/decade-Hang, den zeigt

Rms-Zyklus-Bammel kann mit dem Phase-Geräusch verbunden sein durch:

Ebenfalls:

Maß

Phase-Geräusch kann mit einem Spektrum-Analysator gemessen werden, wenn das Phase-Geräusch des Geräts unter dem Test (DUT) in Bezug auf den lokalen Oszillator des Spektrum-Analysators groß ist. Sorge sollte genommen werden, dass beobachtete Werte wegen des gemessenen Signals und nicht des Gestalt-Faktors der Filter des Spektrum-Analysators sind. Gestütztes Maß des Spektrum-Analysators kann die mit der Phasegeräuschmacht im Laufe vieler Jahrzehnte der Frequenz z.B 1 Hz bis 10 MHz zeigen. Der Hang mit der Ausgleich-Frequenz in verschiedenen Ausgleich-Frequenzgebieten kann Vorstellungen betreffs der Quelle des Geräusches, z.B niedriges Frequenzflackern-Geräusch geben, das an 30 DB pro Jahrzehnt (=9 DB pro Oktave) abnimmt.

Geisterhafte Reinheit

Die Sinuswelle-Produktion eines idealen Oszillators ist eine einzelne Linie im Frequenzspektrum. Solche vollkommene geisterhafte Reinheit ist in einem praktischen Oszillator nicht erreichbar. Das Verbreiten der durch das Phase-Geräusch verursachten Spektrum-Linie muss im lokalen Oszillator für einen superheterodyne Empfänger minimiert werden, weil es das Ziel vereitelt, die Empfänger-Frequenzreihe durch Filter in WENN (Zwischenfrequenz) Verstärker einzuschränken.

Siehe auch

• Flackern-Geräusch
• Die Gleichung von Leeson
• Geisterhafte Geräuschdichte
• Geisterhafte Dichte
• Nationales Institut für Standards and Technology Time and Frequency Metrology Group

Weiterführende Literatur

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Links

• Die Seite enthält http://rubiola.org ein Bündel der Information und Literatur über das Phase-Geräusch, die Frequenzstabilität, die experimentellen Techniken usw.
• Ein technischer Artikel über das Phase-Geräusch in Signalquellen wegen der Phase-Modulation.
• Mit der Phasegeräuschmaß-Software für verschiedene GPIB-ausgestattete Spektrum-Analysatoren (freeware, schließt Win32 C ++ Quelle ein)
• Uhr (CLK) Bammel und Phase-Geräuschkonvertierung
• Phase-Geräusch in Frequenzsynthesizern
• Das Phase-Geräuschmaß mit der Phase schließt Technik
• Geräusch in Mixern, Oszillatoren, Probierern und Logik: Eine Einführung ins Cyclostationary Geräusch durch Joel Phillips und Ken Kundert
• Das Voraussagen des Phase-Geräusches und Bammels von PLL-basierten Frequenzsynthesizern durch Ken Kundert
• Y. T. Su, K. T. Wong & K.-P. Ho, "Geradlinige MMSE Bewertung des Großen Umfangs symmetrisches Erhebungsprozess-Phase-Geräusch", IEEE Transaktionen auf Kommunikationen.