振荡器的频率稳定度

射频通信电路
7.5.2 相位噪声的影响 振荡器在通信机中的用途——接收机、发射机的本振源 发射机：
中频信号
i
i
上混频
发射信号
1 LO i
本振信号 LO
结果：
Байду номын сангаас
LO
上混频器将本振噪声转移到了发射频带内，
发射信号不纯的频谱对邻道信号产生干扰。
射频通信电路
接收机：
射频信号
RF
下混频
下混频
中频信号
fIF fLO fRF
本振信号 fLO
射频通信电路
7.5.3 频率稳定度的表示方法
短期频率稳定度有两种表征法 频域——单边相位噪声功率 时域——阿伦方差
阿伦方差的具体测量方法
f1 f1 f1 ， f2 f2 f2 ，……….. f N 1 fn fn ，
幅度调制
相位调制
为什么？ ①电路存在固有噪声 ②振荡器是非线性电路
振荡器从起振
平衡，AF>1
可抑制幅度调制产生的幅度噪声
v(t) Acos(ct n (t))
AF=1，自限幅功能，
射频通信电路
电路噪声——相位调制——相位噪声——对频率的影响如何？ 频率是相位的微分
振荡频率 f (t)在平均值上下随机起伏
（如温度，电源电压，磁场，负载等外界因素）
影响短期频率稳定度因素——电路中各种随机噪声
射频通信电路
研究短期频率稳定度也就是研究振荡器的相位噪声
理想正弦波振荡器的输出信号为：
v(t) Acosct
实际正弦波振荡器的输出信号为：
v(t) A(1 a(t)) cos(ct n (t))
射频通信电路
7.5 振荡器的频率稳定度
射频通信电路
7.5.1 概述
振荡器主要指标：频率准确度和稳定度
准确度
绝对频差 f f x f0
相对频差 f x f0 f
f0
f0
稳定度——在一定的时间间隔内，频率准确度的变化
长期频率稳定度
短期（瞬时）频率稳定度
影响长期频率稳定度因素： 元件老化、元件参数的慢变化 振荡器所处环境条件变化
L(f ) 10 log PSSB PC
单位——dBc/Hz
dBc——相对于载波功率大小
10
log
P 标准信号功率
射频通信电路
某振荡器工作在 1.0GHz 处的单边相位噪声功率谱举例
振荡器频谱 小结：
单边相位噪声功率谱
提高频率稳定度，减少相位噪声的最有效办法—— 提高选频回路的 Q 值
其次—— 减小由于非线性器件的作用使 幅度噪声向相位噪声的转换。
阿伦方差定义： ( ) 1 (f1 )2 (f2 )2 ...... (fn )2
f0
2N
射频通信电路
短期频率稳定度频域表示——用单边（SSB）相位噪声
单边相位噪声定义：
偏离载频 f c 一定量 f 处， 单位频带内噪声功率 PSSB 相对于平均载波功率 PC 的dB数
中频信号
IF LO RF
本振信号 LO
无本振噪声
BW
有本振噪声
① 下混频器将本振噪声转移到了中频段，降低了信噪比
射频通信电路
② 倒易混频
现象：
射频信号
f RF、f M
若射频输入伴有强干扰 fM
只要本振纯，且 fLO fM fIF
fM 就不会对中频产生干扰
但当本振有噪声时
结果： 本振噪声与强干扰 进行倒易混频变成中频 ——降低中频信噪比
振荡器的频谱如何？
当 n (t) 1rad 时：
v(t) Acos(ct n (t))
v(t) Acosn (t) cosct Asinn (t)sinct Acosct An (t)sinct
载波 相位噪声 载波
相乘，产生频谱搬移

0
带相位噪声的振荡器输出频谱