針對(duì)無(wú)線寬帶相位噪聲的測(cè)試方案

　　然而，頻譜分析儀不適用于測(cè)量質(zhì)量很高的合成器，比如實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)的合成信號(hào)發(fā)生器或者原子鐘。在這些情況下，測(cè)量結(jié)果是頻譜分析儀的殘留相位噪聲基底，而不是被測(cè)設(shè)備。

　　當(dāng)測(cè)量有漂移的信號(hào)源時(shí)，比如壓控振蕩器（VCO），頻譜分析儀同樣有局限性，因?yàn)閂CO的頻率漂移會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。在偏移量較大時(shí)，比如大于1MHz，這通常不是問(wèn)題，但是偏移量較小時(shí)，比如1kHz，VCO的輸出會(huì)經(jīng)常漂出測(cè)量范圍，導(dǎo)致結(jié)果無(wú)效。

　　因?yàn)橄辔辉肼暿怯胐Bc/Hz為單位來(lái)測(cè)量的，但是本振需要用角度的均方根來(lái)測(cè)量，所以需要一些轉(zhuǎn)換，這就要對(duì)相位噪聲在數(shù)十個(gè)偏置范圍內(nèi)進(jìn)行積分，并且轉(zhuǎn)換到恰當(dāng)?shù)膯挝?mdash;—角度、弧度或者秒。雖然你可以手動(dòng)完成這一復(fù)雜的過(guò)程，但是讓設(shè)備完成要簡(jiǎn)單得多。

　　偏移量范圍的問(wèn)題

　　但是這會(huì)產(chǎn)生一個(gè)問(wèn)題：在什么偏移量范圍內(nèi)進(jìn)行積分？對(duì)于OFDM，一個(gè)不錯(cuò)的經(jīng)驗(yàn)法則是，將碼元速率到系統(tǒng)帶寬的偏移量作為積分范圍。碼元速率的限制是因?yàn)榻邮諜C(jī)消除了CPE，而CPE主要位于碼元速率以下的偏移量處。超出系統(tǒng)帶寬的偏移量被接收濾波器濾除了，所以就沒(méi)有什么影響了。

　　對(duì)于WiMAX，準(zhǔn)確的偏移量取決于使用的具體配置，比如說(shuō)，可以使用10kHz～5MHz的偏移量。對(duì)于LTE，原理是相同的，但是偏移量會(huì)稍有不同，它同樣取決于無(wú)線電的使用模式。比如，LTE可以使用15kHz～20MHz的范圍。

　　圖3 這個(gè)相位噪聲圖畫(huà)出了10kHz～5MHz偏移量范圍中的抖動(dòng)測(cè)量，標(biāo)記畫(huà)出了抖動(dòng)測(cè)量中不同頻率偏移量范圍的界限

　　相位噪聲圖不僅提供了一種在具體頻率偏移量范圍內(nèi)得到抖動(dòng)的方法，而且可以用來(lái)更好地理解PLL。仔細(xì)查看圖3所示的相位噪聲圖，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)幾個(gè)不同區(qū)域。

　　從10Hz到近1kHz，以及從近100kHz到1MHz的偏移量具有相當(dāng)穩(wěn)定的每分貝20dB的斜率。這是頻率參考和壓控振蕩器中的諧振元件起主要作用的區(qū)域。從近1kHz到10kHz，我們看到一個(gè)平坦的區(qū)域，兩邊分別過(guò)渡到20dB/分貝。這是參考源的寬帶噪聲基底被搬移到RF頻率而造成的。

　　鎖相環(huán)的帶寬也在這個(gè)區(qū)域，很可能靠近高值端。在這區(qū)域內(nèi)可能會(huì)有很大的尖峰，取決于環(huán)路濾波器；這意味著存在欠阻尼，它可能會(huì)造成不穩(wěn)定。在大約1MHz以上的偏移量處，我們可以看到壓控振蕩器的寬帶噪聲。

　　所以，使用頻譜分析儀和相位噪聲測(cè)量軟件可以很好地檢驗(yàn)本振的抖動(dòng)性能。這種組合成本低，性能充足，而且便于展示在一定頻率偏移量范圍內(nèi)的抖動(dòng)。