相位(wei)噪(zao)聲(sheng)反(fan)映的(de)是單(dan)載(zai)波(bo)信(xin)號(hao)的(de)頻譜(pu)純(chun)度(du)，如(ru)果沒(mei)有(you)相位(wei)噪(zao)聲(sheng)，信號(hao)的(de)所有功率都應集(ji)中(zhong)在其振蕩頻率f0處（下(xia)圖(tu)左Carrier），這(zhe)個理(li)想信號用Asin（ωt）表示。由(you)於存在相位(wei)噪(zao)聲(sheng)（下圖(tu)左Noise），相當(dang)於在理想信號上(shang)調制了(le)壹個Φ（t）相位(wei)信(xin)號，此(ci)時整(zheng)個信(xin)號表(biao)示為Asin（ωt+Φ（t））。在頻譜(pu)上(shang)體現(xian)為壹部分(fen)功率擴(kuo)展到(dao)相鄰(lin)的(de)頻率中去(qu)，形成(cheng)邊帶（下圖(tu)右(you)）。相噪(zao)定(ding)義(yi)為單(dan)邊帶某壹給(gei)定(ding)偏(pian)移(yi)頻率fn處1Hz帶寬(kuan)內(nei)的(de)功率Pn與信號總(zong)功率Ps比值的(de)對(dui)數(shu)，即 10lg（Pn/Ps），相噪(zao)以(yi)dBc/Hz@fn為單(dan)位(wei)來(lai)表示。這(zhe)裏(li)dBc的(de)含義是某(mou)頻點功率與信號總(zong)功率的(de)比值（下圖右(you)），對(dui)應於時鐘相位(wei)偏(pian)移(yi)與時鐘周(zhou)期的(de)比值。

相噪(zao)測(ce)量

相噪(zao)測(ce)量壹般(ban)使(shi)用相噪(zao)儀(yi)進行(xing)，由(you)於技術(shu)發(fa)展(zhan)，現(xian)在相噪(zao)儀(yi)不僅(jin)可(ke)以(yi)測(ce)量相噪(zao)，還(hai)可(ke)以(yi)分(fen)析(xi)電源(yuan)等其它信(xin)號(hao)的(de)噪聲(sheng)，所以相噪(zao)儀(yi)也稱(cheng)為信號(hao)分析(xi)儀(yi)。相噪(zao)儀(yi)的(de)原理與頻譜(pu)儀(yi)類似(si)，但(dan)是更(geng)加精密，並增加了(le)壹些(xie)特(te)定(ding)的(de)分析(xi)功能(neng)，因(yin)此(ci)使(shi)用頻譜(pu)儀(yi)也可(ke)以(yi)粗略地(di)測(ce)試(shi)相噪(zao)。相噪(zao)儀(yi)測(ce)試(shi)相噪(zao)有(you)多(duo)種測量(liang)方法，但(dan)使(shi)用zui廣泛(fan)的(de)還是頻譜(pu)分(fen)析(xi)法和(he)鑒相法這(zhe)兩(liang)種測量原理。

頻譜(pu)分(fen)析(xi)法

頻譜(pu)分(fen)析(xi)法是對(dui)時鐘信(xin)號進行(xing)頻譜(pu)分(fen)析(xi)，先(xian)測量(liang)信(xin)號(hao)總(zong)功率Ps，再測量某(mou)壹偏(pian)移(yi)頻率出(chu)的(de)功率Pn，再經過計(ji)算(suan)便可(ke)得(de)到(dao)該(gai)被(bei)測(ce)時鐘的(de)單(dan)邊帶相位(wei)噪(zao)聲(sheng)。頻譜(pu)分(fen)析(xi)法是壹種(zhong)簡單(dan)直(zhi)接(jie)的(de)相噪(zao)分(fen)析(xi)技術(shu)，適宜於測量漂移(yi)較小(xiao)但(dan)相位(wei)噪(zao)聲(sheng)相對(dui)較高的(de)信號；但(dan)是頻譜(pu)分(fen)析(xi)法不能分(fen)辨(bian)出(chu)調(tiao)幅(fu)噪(zao)聲(sheng)和(he)相位(wei)噪(zao)聲(sheng)，測試(shi)波形(xing)不太(tai)的(de)時鐘信(xin)號相噪(zao)時會存在較大(da)誤(wu)差；另外(wai)由(you)於頻譜(pu)儀(yi)的(de)動態範圍(wei)和(he)zui小(xiao)分(fen)辨(bian)帶寬(kuan)的(de)限制，測(ce)量精度受(shou)限(xian)。

鑒相法

鑒相法采用(yong)外(wai)差混(hun)頻方式(shi)將被測時鐘信(xin)號轉(zhuan)化至中頻，在中頻用壹個鎖(suo)相環提取出(chu)被(bei)測(ce)時鐘信(xin)號的(de)載波信(xin)號，再將該信(xin)號與被測信號(hao)正(zheng)交鑒相，從(cong)而(er)提(ti)取被測時鐘信(xin)號的(de)相位(wei)噪(zao)聲(sheng)Φ（t） ，處理(li)後得(de)到(dao)頻域相噪(zao)SΦ（f） ，進壹步(bu)積(ji)分可(ke)以(yi)得(de)到(dao)L(f) ，L(f)對(dui)應於RMS相噪(zao)。鑒相法的(de)優點是動態範圍(wei)大(da)，相噪(zao)電(dian)平采用(yong)低噪放大器提高靈(ling)敏(min)度(du)，並且(qie)可(ke)以(yi)分(fen)辨(bian)調幅(fu)噪(zao)聲(sheng)和(he)相位(wei)噪(zao)聲(sheng)。

另外(wai)，鑒相法還(hai)可(ke)以(yi)進壹步(bu)增加互相關(guan)技術(shu)來(lai)增加靈敏(min)度(du)。互相關(guan)技術(shu)是將(jiang)兩(liang)路(lu)鑒相法組(zu)合(he)起(qi)來(lai)，對(dui)其輸出(chu)信(xin)號(hao)執行(xing)互相關(guan)操(cao)作(zuo)。待(dai)測時鐘的(de)噪聲(sheng)通過(guo)每(mei)路(lu)通道仍然(ran)是相關(guan)的(de)，不受互(hu)相關(guan)影(ying)響；每(mei)路(lu)通道內部產生(sheng)的(de)噪聲(sheng)是不相關(guan)的(de)，被互相關(guan)操(cao)作(zuo)抑制(zhi)。引(yin)入(ru)互相關(guan)技術(shu)後無需(xu)特(te)別(bie)精密的(de)器件就可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)更高的(de)測量靈(ling)敏(min)度(du)。