相位噪声

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噪声对频标信号进行调制所造成的结果可以在两方面反映出来：一是时域，表现为平均频率的随机起伏；二是频域，表现为信号的功率谱不纯。对于时域特性就用上一节介绍的频率稳定度表征，对于频域特性则已普遍的采用相位噪声表征。

频率是相位对时间一阶导数，所以调频可以等效为调相。故噪声对信号的频率和相位进行调制时，都可以用相位调制处理。噪声对信号相位调制后，使信号的功率谱密度图形在载频两侧出现旁频，由于噪声是连续的，所以谱密度分布图形也是连续的，且以载频为中心，两边呈对称分布。如图8．4－4所示

图8．4－4 频标输出信号的功率谱密度曲线

图中f₀为信号载频，f为相对载频的偏离值，通常称为付列叶频率。

功率谱密度是指在某一频率处，单位频带(1Hz带宽)内信号的功率。

如果没有噪声调制，则功率谱密度分布图形只是在载频处的一条直线(不考虑调幅)。有了噪声调制才出现对称的两个边带。噪声愈强，边带幅度也愈高。输出频率也就愈不稳定。故可用单边带内的功率来描述频率的不稳定情况，称为相位噪声。用符号￡(f)表示，f偏离载频的频率值，具体定义式为：

实际给定时用￡(f)的对数值，单位为dBc／Hz其中c是指相对载频，一般给出几个点型的频率点处的值，例如：

f y(f)(dBc／Hz)

1Hz －50

10Hz －80

100Hz －110

1kHz －130

【参考文献】：

［1］王义遒等，量子频标原理，科学出版社，1986。

［2］吴守贤等，时间与频率，科学出版社，1983。

［3］黄秉英等，时间频率的精确测量，计量出版社，1986。

［4］王江现代测量技术，计量出版社，1987。

［5］P. Kartaschoff ,Frequency and Time,Academic Press ,1978.

［6］J. A. Barnes et al. ,Characterization of frequency stability, IEEE Trans Instrum Meas. IM —20,p.105—120,1971.

［7］Time and frequency:Theory and Fundamentals,NBS Manograph 140,1974.

［8］D. W. Allan ,The measurement of fruquency and frequency stability of precision oscillator,Proc.6th Ann PTTI Planning Meeting.

［9］Annual Report of the BIPM Time Sectina,1974.