Шумовая головоломка. Методы измерения фазового шума
Процесс отделения полезного сигнала от шумов представляет собой серьезную проблему, с которой сталкиваются многие инженеры, работающие с ВЧ- и СВЧ-оборудованием. Разработчики новейших РЛС и коммуникационных систем часто используют сложную обработку для извлечения максимума информации из слабых или искаженных сигналов. И основным врагом здесь является, как правило, фазовый шум, ограничивающий характеристики приемной системы. Он, например, уменьшает возможность обработки доплеровского смещения в импульсных РЛС и увеличивает амплитуду вектора ошибки (EVM) в коммуникационных системах с цифровой модуляцией. Измерение фазового шума часто напоминает головоломку, состоящую из множества хитроумных деталей, которые очень трудно соединить между собой. Даже при наличии современного оборудования и передовых технологий процесс измерения и интерпретации результатов остается до некоторой степени неоднозначным. Чтобы помочь в решении этой головоломки, авторы статьи дают общее представление об источниках фазового шума, а потом описывают три самых распространенных метода измерения и рассказывают, где они применяются.
Авторы
Тэги
Тематические рубрики
Предметные рубрики
В этом же номере:
Резюме по документу**
Методы измерения фазового шума
Ричард ОВЕРДОРФ (Richard OVERDORF)
Уолт ШУЛЬТ (Walt SCHULTE)
Перевод: Артем ВАХИТОВ
temcat@mail.ru
Процесс отделения полезного сигнала от шумов представляет собой серьезную
проблему, с которой сталкиваются многие инженеры, работающие
с ВЧ- и СВЧ-оборудованием. <...> Измерение фазового шума часто напоминает головоломку, состоящую
из множества хитроумных деталей, которые очень трудно соединить между
собой. <...> Основы: стабильность и шумы
В сущности, любой фазовый шум порождается
нестабильностью частоты сигнала. <...> Кратковременная нестабильность определяется
изменениями частоты за несколько секунд
и менее. <...> Кратковременную нестабильность можно
описать многими способами, но самым
распространенным показателем является фазовый
шум в одной боковой полосе (SSB). <...> Национальный институт стандартов и технологий
США (NIST) определил фазовый
шум SSB как отношение двух показателей
мощности: плотности мощности при определенной
отстройке по частоте от несущей
и суммарной мощности несущей. <...> Как правило,
это измерение выполняется в полосе 1 Гц
при отстройке на «f Гц» от несущей и выражается
в дБн/Гц или в «децибелах по отношению
к мощности несущей в полосе 1 Гц». <...> В результате
при измерении параметров компонентов
РЛС и коммуникационных систем фазовый
шум несущей 1 ГГц может лежать в диапазоне
примерно от –40 дБн/Гц «вблизи несущей»
(отстройка 1 Гц и менее) и до –150 дБн/Гц «вдали
от несущей» (отстройка 10 кГц и более). <...> При столь низких уровнях большое влияние
начинают оказывать два микроскопических
физических эффекта: тепловой шум пассивных
устройств, который является широкополосным
и равномерным (белый шум),
и фликкер-шум активных устройств, который
имеет форму 1/f (розовый шум) и становится
больше теплового шума при меньших
отстройках от несущей. <...> Оба эти эффекта
неизбежны и присутствуют во всем тракте
прохождения сигнала: в измерительном приборе,
в источнике измеряемого сигнала и даже
в кабелях, которые их соединяют <...>
** - вычисляется автоматически, возможны погрешности
Похожие документы: