原创 dbm、dbc、db的区别是什么?

2023-11-2 14:59 870 2 3 分类: 通信
问题:dbm、dbc、db的区别是什么?

答:dB是功率增益的单位,表示一个相对值。当计算A的功率相比于B大或小多少个dB时,可按公式10 lg A/B计算。

dBm是一个表示功率绝对值的单位,计算公式为:10lg功率值/1mW。

dBc也是一个表示功率相对值的单位,与dB的计算方法完全一样。一般来说,dBc相对于载波(Carrier)功率而言。在许多情况下,用来度量载波功率的相对值,如度量干扰(同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等)以及耦合、杂散等的相对量值。

相位噪声采用 dBc(相对于载波的dB 数)为单位,即单边带噪声功率相对于载波功率的比值,并归一化至 1 Hz 噪声功率带宽。有时在特定的频偏上指定,或者用一条曲线来表示一个频偏范围内的相位噪声特性。

推荐阅读:

信号发生器的频谱纯度


频谱纯度技术指标包括相位噪声、杂散和谐波性能。


什么叫频谱纯度?

评估连续波信号质量好坏的一个重要指标是频谱纯度。频谱纯度指的是输出信号的理想程度。理想的连续波信号在频域上是一条单脉冲,没有噪声的存在。 但实际上信号发生器由非理想元器件制成,因此输出的连续波信号会受到噪声的影响,偏离理想状态,因此会产生噪声和失真。

频谱纯度的技术指标包含相位噪声,杂散和谐波性能。

相位噪声

什么是相位噪声?


相位噪声指标主要在频域上进行描述,用一定频偏(offset)下单边带(SSB)噪声功率谱密度与载波功率比值来表示,该指标等效为被测信号随机相位误差的功率谱密度。

相位噪声是振荡器信号周围噪声频谱的频域视图。它描述的是振荡器的频率稳定性。频率稳定性可以分为两个部分:长期稳定性和短期稳定性,如下面的图6.2所示。

图 6.2 长期和短期频率稳定性
下面的表6.1显示了长期频率稳定性与短期频率稳定性之间的比较。短期变化会导致相位噪声,而长期漂移会影响精度。
图 6.1 长期和短期频率稳定性

如何定义相位噪声数量?最常用的方法是:在距离主频率的特定频率处,确定1 Hz带宽内所包含的单边带 (SSB) 功率值。

请见下面的公式:

图 6.3 显示了信号发生器的 SSB 相位噪声测量结果。黄色迹线表示瞬时功率测量结果,而蓝色迹线表示结果平均值。
图 6.3 SSB 相位噪声测量结果,包括对数图和十进制表

要想有效测量相位噪声,您使用的信号分析仪的相位声性能应至少比信号的预期相位声低 10 dB。否则,相位声测量结柴会受到频谱分析仪的本振相嗪的影响。

相位噪声有什么作用

了解了相位噪声对测量结果的影响,您可以为测试选择恰当性能的分析仪。相位噪声过高,会掩盖主频附近的微弱信号。

相位噪声主要讲三个应用场景

雷达应用

一是雷达,雷达以特定频率发射脉冲,并测量返回脉冲的频率变化。相位噪声过高,会掩盖主频附近的微弱信号,接收机就无法识别运动目标。

雷达系统需要出色的相位噪声性能。雷达以特定频率发射脉冲,并测量每个返回脉冲的频率变化。根据多普勒效应,可以通过频率变化计算出目标的速度。如果目标移动非常缓慢,那么返回脉冲的频移很小。

在图6.4中,移动目标的返回脉冲是“有用信号",固定目标(如地面)的返回脉冲是“干扰信号"。如果有用的下变频信号被相位噪声掩盖,那么雷达接收机就无法识别运动目标。
图 6.4 不良的 LO 相位噪声影响了接收机灵敏度。

数字调制

数字调制中比如QPSK ,LO 信号的相位噪声转换成了混频器的输出。对于高阶的调制方案,相位噪声会导致符号重叠,导致误码率增加。

图 6.5 显示了正交相移键控 (QPSK) 数字接收机的简化方框图。LO 信号的相位噪声转换成了混频器的输出。相位噪声导致在星座图上的符号(绿色)发生径向涂抹。对于更高阶调制方案〈如 256 QAM)中间距较小的符号来说,径向涂抹可能会重叠,并会导致接收机灵敏度不佳。
图6.5 简化的数字接收机方框图

正交频分复用 (OFDM)

正交频分复用OFDM 是广泛用于宽带数字通信的制方案。OFDM 使用许多较为接近的正交子载波信号来同时传输数据(如图6.6 所示)。本地振荡器的相位噪声会将子载波的相位噪声扩展到其他子载波,对其他子载波产生干扰。该相位噪声将会导致 OFDM 信号的调制质量降低。

正交频分复用OFDM是使用许多较为接近的正交子载波信号来同时传输数据,本地振荡器的相位噪声会将子载波的相位噪声扩展到其他子载波,对其他子载波产生干扰。相位噪声会在OFDM系统中引入公共相位误差和载波间干扰,破坏子载波间的正交性,从而导致系统性能下降。
图 6.6:OFDM 信号使用相位噪声性能较差的本振进行上变频

精密的信号发生器支持您在合成器部分调整相位声,以而降低信号发生器的相位噪声,并帮助评测接收枧设计的灵敏度。

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开发工匠 2023-11-27 09:02

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