普源Rigol频谱分析仪相位噪声

为何RBW滤波器的矩形系数定义会以60dB为界？如果矩形系数代表了频谱分析仪分辨不等幅正弦信号的能力，那如何约束高于底噪而低于60dB的不等幅信号的测量能力？这就要涉及到频谱分析仪本地振荡器的稳定程度，因为本振本身的不稳定，其相位噪声可能将靠近载波频率附近60dB以下的信号全部淹没，这时矩形系数已经没有测量意义了。

频谱分析仪的LO都是由参考源(通常是晶体振荡器，XO)倍频而来。没有哪种参考源是绝对稳定的，它们都在某种程度上受到随机噪声的频率或相位调制的影响，这个影响程度随时间在变化。时间的稳定度可以分为两类：长期稳定度和短期稳定度。长期稳定度是指时钟频率偏离绝对值的多少，一般用ppm(百万分之⼀)来表示；短期稳定度是时钟相位瞬态的变化，在时域上称抖动(jitter)，在频域上称相位噪声(PhaseNiose)，表示为指相对于载波⼀定频偏处的1Hz带宽内的能量与载波电平的⽐值，相应的单位为归一化的dBc/Hz。相位噪声主要影响频谱仪的分辨率和动态范围。

需要说明，在将参考源倍频得到本振的过程中，稳定度也将按倍频比例恶化，其结果是相位噪声变差。因此相位噪声的标定通常要对应特定的测量频率，例如在500MHz，1GHz等频率点测量；典型的相位噪声曲线经常要提供多个频率点的情况，例如偏离1kHz，10kHz，100kHz分别给出测量值，便于横向⽐较。

混频器将输⼊的射频信号和本振信号相乘然后滤波，得到变频后的中频信号。即使输⼊的射频信号是一个很纯净的正弦波，混频器也会将本振的相位噪声忠实地带入混频结果，形成一个具有相同相位噪声的中频信号。

因此，当我们对包含了本振相位噪声的中频进行“峰值检测”时，相位噪声就会体现在测量结果中。在某个RBW下，距离这个频率很近同时幅度又高于系统显⽰平均噪声电平的另⼀个信号，虽然可被RBW在频率轴分辨出来，但仍会隐藏在相位噪声之下。当然，相位噪声也是一种随机噪声，它和系统的显示平均噪声电平一样，随分辨率带宽的变化规律一致，若将分辨率带宽缩小10倍，显示相位噪声电平将减小10dB。这种情况下需要使用超过实际分辨率的RBW来测量，代价就是增加了系统的扫描时间。