相噪常见的测量有以下几种方式

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前面介绍了相噪的基本概念，下面我们来看看相噪的测量。相噪常见的测量有以下几种方式（包括但不限于）：

1.频谱仪直接测量

下图是频谱仪的基本结构，输入信号在到达基带频率之前会经过多次上变频和下变频，在那里使用 DSP 分析最终信号。每个阶段的本振（LO）都会对整体测量产生相位噪声。因此，必须确保频谱分析仪的相位噪声低于被测器件。

了解频谱分析仪是否足以进行测量的最佳方法是查看数据表。下图是从某频谱分析仪的数据表中摘录出来的。它显示了各种载波频率下各种偏移下的相位噪声曲线。右侧表格显示了根据频谱分析仪规格与 DUT 测得的相位噪声之间的裕量，预计测量误差的大小。

例如，如果频谱分析仪的相位噪声仅比 DUT 低 3 dB时，则产生的测量误差将为 +1.8 dB，意思是它总是会读得更高，永远不会读得更低，所以这不是一个不确定性值，这是偏差。在这种情况下，它实际上将测量值增加并偏离 1.8 dB。

一般准则是，在所需的 DUT 性能和频谱分析仪的相位噪声之间至少有 10 dB 的余量，按照这个要求可以从表中看出，测量误差是 0.4 dB。就余量而言，越多越好。

如今，大多数频谱分析仪都提供相位噪声测量功能，并以典型的相位噪声格式显示测量值，也可以列出点噪声，显示杂散列表和残差计算，例如 FM、PM、抖动等。

频谱分析仪也有限制,它通常无法区分相位噪声和 AM 噪声之间，不过这通常不是问题，因为 AM 噪声远低于相位噪声，尤其是近距离噪声。

2.鉴相器

前面讲用频谱仪测相噪时，DUT的相噪不能低于频谱仪的相噪，那么当 DUT 的相位噪声低于频谱分析仪时怎么办呢？此时就要用到鉴相器，下图显示了基于鉴相器的相噪分析仪的结构图。

鉴相器基本上是一个 RF 混频器，对于混频器，输出信号是两个输入频率的和与差。在这种情况下，当两个频率相等时，我们得到 2x的频率信号和DC信号。

这种技术的好处是载波不再存在，只有低电平基带噪声，这减少了对高动态范围的需求，2x 项被低通滤波器去除。添加高增益、低噪声放大器可进一步提高灵敏度。

相位噪声分析仪在其设计中使用了锁相环，这将使参考源频率和相位锁定到输入的 DUT 信号。这两个信号以 90 度异相锁定相位，它们彼此保持正交以获得最大的灵敏度。但锁相环有一个缺点，在低于锁相 loop 带宽的偏移频率下，它也会跟踪噪声。将环路带宽设置得尽可能低，以仍保持跟踪。当尝试在低于环路带宽的情况下进行测量时，DUT 噪声会受到一定程度的抑制。我们不再需要担心最小分辨率带宽滤波器，所以该技术能够测量非常近的偏移量，因为载波不再存在。低至 0.01 Hz 是此类分析仪的典型值。

下图是一个测试结果案例，可以看到测试结果可以低至-132.1dBc/Hz.

3.互相关鉴相器

如果相位检测仍然不够灵敏，无法测量超静音振荡器，那需要怎么做？在过去 15 年左右的时间里，引入了一种添加互相关函数的新技术，以进一步提高鉴相器技术的灵敏度。互相关技术增加了一组重复的硬件，第二个相同的路径，包括一个不同的参考振荡器，如下图。为什么要这样做？Reference 1 和 Reference 2 振荡器彼此不相关，通过随时间推移对两次测量结果进行互相关，来自 Ref 1 和 Ref 2 的不相关噪声将趋于减少，而来自 DUT 的常见噪声不会减少。通过足够的互相关，测量可以有效地降低两个参考振荡器的相位噪声。如果我们执行 100 次互相关，则参考相位噪声将有效降低 10 dB。如果我们执行 10,000 次互相关，那么它就会减少 20 dB。这是一种非常灵敏的方法，可以使用具有互相关的鉴相器技术进行真正的低相位噪声测量。