Ruido de fase en analizadores de espectro

1

Estoy leyendo sobre los analizadores de espectro de AN 150 de Keysight y tengo dos Preguntas sobre el ruido de fase.

Los estados AN:

  

Ningún oscilador es perfectamente estable. Aunque es posible que no podamos ver la fluctuación de frecuencia real de un analizador de espectro en el sistema LO, todavía existe una manifestación de la frecuencia de LO o la inestabilidad de fase que se puede observar. Esto se conoce como ruido de fase (a veces llamado ruido de banda lateral).

Otro párrafo que me confunde es este:

  

Si reducimos el ancho de banda de resolución en un factor de 10, el nivel del ruido de fase mostrado disminuye en 10 dB.

Mis dos preguntas son:

  • ¿Por qué la falta de precisión en el sistema LO conduce a la falda que vemos en la pantalla cuando observamos el ruido de fase? Yo esperaría que, si la frecuencia del LO muestra algún error, entonces el pico de amplitud en la pantalla debería ser desplazado por ese error. ¿Por qué es que el pico está en el lugar correcto y se producen esas faldas extrañas? No puedo entender de forma intuitiva cómo la pantalla recibe esa forma debido a la inestabilidad de LO.
  • Creo que si el filtro de FI es lo suficientemente ancho, entonces el ruido de fase se ocultará bajo la falda del filtro, por lo que el ruido de fase no sería fácil de apreciar. Si el filtro de FI es estrecho, aparece el ruido de fase. Por lo tanto, creo que reducir el RBW aumenta el ruido de fase. Entonces, ¿por qué AN indica que la reducción del RB disminuye el nivel de ruido de fase?
pregunta Tendero

2 respuestas

1

Para su primera pregunta, es necesario distinguir entre fluctuaciones de frecuencia a largo y corto plazo. Si la frecuencia está desactivada en una cantidad fija, y este desplazamiento cambia lentamente, entonces el pico de amplitud en la pantalla se desplazará en frecuencia en esa cantidad. Si, por otro lado, la frecuencia cambia de un lado a otro extremadamente rápido (fluctuación de la frecuencia a corto plazo), esto es similar a la modulación de FM y aparece como ruido de fase. Esta fluctuación de frecuencia a corto plazo (a diferencia del error de frecuencia a largo plazo) crea la "falda" de ruido a la que se hace referencia en la nota de la aplicación.

Para su segunda pregunta, generalmente hay una cantidad dada de ruido de fase para un ancho de banda dado: el ruido de fase se expresa en unidades de dBc por Hz de ancho de banda (dBc / Hz) en un desplazamiento dado. Esta cantidad no es fija, pero varía según la medida en que el operador mide el ruido. No obstante, a medida que aumenta el ancho de banda de la medición, también aumenta el ruido total dentro de ese ancho de banda. Por lo tanto, si configura el filtro RBW más ancho, entonces está integrando y promediando el ruido en un ancho de banda más amplio. Si establece el filtro RBW más estrecho, entonces solo capta el ruido en ese ancho de banda más estrecho.

    
respondido por el JDW
0

Tendero

Hablemos de (2) primero. Sí. Un filtro de ancho de banda de resolución amplia ocultaría las faldas de fasenoise, porque el factor de forma del filtro RB es explorado por la energía en el lóbulo central del oscilador. Tiene una buena idea, no confiar demasiado en su equipo de medición.

Ahora para (1). Hay (al menos) 2 situaciones para analizar, OpenLoop y ClosedLoop.

Con OpenLoop, los cambios de temperatura y el ruido de la fuente de alimentación y los cambios en el punto de operación del dispositivo activo harán que la frecuencia de la portadora varíe ligeramente. El último efecto --- cambio en el punto de operación --- se explota en los circuitos transmisores de FM de 1 transistor, donde se aplica una señal de micrófono a la base de Colpitts. Incluso sin una variación intencional, la parte superior del transportador vagará, en una forma etiquetada como "lorentziana". Esto fue probado hace unos 30 años.

Con ClosedLoop, especialmente con el bucle de PLL alto, el operador parecerá que no vaga, pero con una resolución alta (delta frecuencia) se mostrará que el operador vaga en el Lorentzian de la referencia de frecuencia del Oscilador de Cristal.

Usted pregunta específicamente sobre las faldas. Las faldas muestran varias pendientes (db por octava o db por década). Si tiene un detector de fase LOW NOISE y una bomba de carga LOWNOISE, un prescaler LOW JITTER y un LOW JITTER fracN pot lógico.

Fuera del ancho de banda del bucle PLL, el piso de ruido OpAmp retrocederá su cabeza, al igual que el ruido de fase del oscilador.

    
respondido por el analogsystemsrf

Lea otras preguntas en las etiquetas