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相噪測試如何得到準確平滑的曲線數據

相噪測試,可以用相噪測試儀或頻譜儀的相噪分析選件完成,其操作設置十分簡單,基本上只需設置頻率范圍以及平均或互相關模式和次數即可。但是,對于相噪非常低的DUT,尤其近端相噪測試,自動默認設置的相噪測試曲線不夠平滑,可能出現異常相噪測試數據。那么,如何優化儀器設置呢?


R&S的相噪測試儀FSWP或者頻譜儀內置軟件K40,都可以完成相噪測試的任務,測試人員需要知道關鍵參數的含義和設置方法

· 平滑:設置范圍是1~20%,指的是平滑計算的點數占曲線總點數的百分比,默認平滑是1%。

· 分辨率帶寬:RBW,相對于分段FFT的頻率段的相對值,越小分辨率越高,默認值10%。

· 雜散:spur,曲線上的尖刺,須從相噪曲線數據中剝離。


儀器上通常默認顯示兩條曲線

· trace1是平滑smooth后的曲線,用來獲取相噪數據;

· trace2沒有平滑,一般用來讀取雜散、剩余噪聲和抖動等數據。


有時默認設置的曲線雜散很多,曲線起伏不平坦,如下圖,測試曲線劇烈起伏,在100Hz偏移處-103.41dBc/Hz明顯是雜散讀數。



優化設置:

· 采用多次互相關或平均,DUT相噪越低,設置次數越高

· 減小分辨率帶寬,RBW 1%

· 黃色曲線Trace1 smooth>3%

· 設置曲線不顯示雜散:Trace1 spur removal ON,如果FSWP需要設置雜散移除門限,一般設置為6dB

· 此時trace1顯示平滑,100Hz處移除雜散,相噪數據-118.51dBc/Hz,遠優于上圖結果-103.41dBc/Hz。



FSWP曲線下方的陰影區什么意思?

· 陰影代表互相關增益,表明互相關次數是否足夠,是當前設置次數對不相關噪聲的抑制情況。

· 當曲線緊貼陰影區,增加相關次數可以改善降低相噪測試結果,如果曲線與陰影有一定間隔,則無需增加相關次數。



相噪測試一般含有剩余噪聲分析功能,包括剩余調頻、剩余調相和抖動。

剩余噪聲的計算由儀器自動完成,并給出數據,公式如下:



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