相位噪声和抖动是对同一种现象的两种不同的定量方式
环形压控振荡器的噪声分析
１ 相位噪声和时 间抖动的基本理 论
１ １ 相 位噪 声的 基本概 念 ．
严厉 的噪声要求． 环形振荡器由于其具有易于集成 ， 可调范围大等优点很有希望广泛的应用在各种无线 产 品 中． 但是 由于 具 有 较 低 的 Ｑ 值 ， 形 振 荡 器 的 环
锁相环广泛地应用在各种通信 系统 中， 是频率 合成器和时钟恢复 电路 的重要组成部分． 压控振荡
器 作 为锁 相环 的关 键 部 分 ， 很 大 程度 上 决 定 了锁 在
例． 第三部分将计算结果和仿真结果进行了比较． 第 四部分在此基础上进行了讨论．
相环的性 能． 相位噪声是衡量振荡器性能 的重要指
ｐ ｏ ｏ ｅ ｄ ｌａｅ ｉ ｇ ｅ ｍ ｅ ｔｗｉｈ ｔ ｏ ｅ ｆｏ ｓｍｕ ａｉｎ ｒ ｐ ｓ ｄ ｍｏ ｅ ｒ ａ ｒ ｅ ｎ ｔ ｈ ｓ ｒ ｍ ｉ ｌｔ ． ｎ ｏ
Ｋｅ ｏｄ ：ｉｇＶＣ ｙｗ ｒｓ ｒ Ｏ；ｐ ａｅｎ ｉ ；ｌ ｅｒｍｏ ｅ，ｔ ｎ ｔ ｒ Ｌ ｄ ｌｙｃｌ ｎ ｈ ｓ ｏｓ ｉ ａ ｄ ｌ ｉ ｇｊ ｔ ；Ｐ Ｌ，ｅａ ｅｌ ｅ ｎ ｍｉ ｉ ｅ
定义将 Ｌ ｅｏ 针对 Ｌ ｅｓ ｎ Ｃ振荡器 提出的相位噪声模 型应用到环形振荡器上对其进 行噪声分 析． 中以一个 ２ＧＨｚ 形振荡器 文 环
为例， 采用 Ｔ Ｍ ．５ ｍ Ｃ Ｓ Ｓ Ｃ０２ ＭＯ 工艺参数 ， Ｃ ｄｎｅ ｓｅ ｒ仿真器进行仿真． Ｆ 用 ａｅｃ 的 ｐｃ ｅ ｔ 电源电压 为 ２５Ｖ 偏离 中心频率 １ ． ， ＭＨｚ
处 的相位噪声为 －８ ． Ｂ ／ ． 真的结果 与噪声模 型所的结果基本吻合． ６ ６ｄ ｃ Ｈｚ仿
PLL锁相环基础知识自己总结
M o o N H u a2010P L L 基础PLL 基础知识Chap1 PLL概述1.1PLL作用提供干净，稳定，可飙车的本地振荡信号频率综合器分类1)基于查找表的直接数字频率综合器DDS优点合成速度快，缺点是杂散大，输出频率低，频率范围窄2)直接模拟频率综合器直接模拟频率综合器的原理是对参考频率倍频、分频和混频来产生想要的频率，理论上通过重复的分频和混频操作能够获得任意频率，从另一方面来讲，要获得足够的频率分辨率和较宽的频率范围则需要大量硬件开销3)锁相环（本文研究对象）PLL将输出信号分频后与参考频率进行相位比较、跟踪和锁定，这种间接合成频率的方法能够获得很高的频率和频率范围，而且结构简单功耗低，比较适合集成于芯片中。
1.2PLL 结构分为压控振荡器（VCO），鉴相器（PF），环路滤波器（LF）分频器（DIVIDER）工作原理：1.鉴相器将反馈信号的相位同输入参考信号进行比较，当两者相位差为0时反馈信号与参考信号同频同相，这时认为环路已经锁定，输出频率为参考频率乘以分频比N，2.否则鉴相器输出一包含相位差信息的电流信号迫使反馈信号的相位做出调整，环路滤波器将鉴相器的输出转换为电压并滤除高频成分后变为直流信号，3.控制VCO输出N分频后的信号频率往参考频率方向变化。
1.3主要技术指标两大类：频谱纯度和动态特性1相位噪声相位噪声和抖动是对同一种现象的两种不同的定量方式。
在理想情况下，一个频率固定的完美的脉冲信号(以1 MHz为例)的持续时间应该恰好是1微秒，每500ns有一个跳变沿。
但不幸的是，这种信号并不存在。
如图1所示，信号周期的长度总会有一定变化，从而导致下一个沿的到来时间不确定。
这种不确定就是相位噪声，或者说抖动。
相位噪声是从频域上来描述:通常定义为在某一给定偏移频率处的dBc/Hz 值，其中，dBc是以dB为单位的该频率处功率与总功率的比值。
一个振荡器在某一偏移频率处的相位噪声定义为在该频率处1Hz带宽内的信号功率与信号的总功率比值。
详解抖动与相位噪音
详解抖动与相位噪音近年来，随着图像传输的普及，在骨干网络通信量的日益增加，以及高速大容量通信已经取得了很高的进步。
在这种情况下高速通信基础设施的高频率和稳定的输出的基准信号的需求十分强烈。
抖动（Jitter）是评估输出信号波形稳定性的指标之一。
英语的“Jitter”有神经过敏、紧张不安或激动的意思。
在表现高频石英振荡器的稳定度时，指传送数字信号时波形中产生的时间偏差和晃动。
本次说明有关抖动和相位噪音的基础知识。
抖动，通信设备的重要指标我们在使用示波器观察数字信号的波形的时候，有时可以发现本应以单一周期振荡的波形亮线很宽。
这种波形拉宽就是抖动。
图1 表示在一个周期单位中出现了几种周期的信号波形的情况。
理想波形以单一周期反复出现，但实际波形的一部分周期变短（红色）或变长（蓝色）。
抖动因读取电子信号元器件的极微小的不稳定或信号传输途中的不良影响等原因而产生。
抖动过大将造成相邻信号之间相互干扰，在传送影像和音乐信号时将导致影像质量和音质的劣化。
如上所述，抖动表示数字信号在时域上的晃动，但抖动的种类不限于一种。
抖动随时间而精微变化，对时间的变化模式也有多种多样，因此难以用一个参数来评价抖动。
抖动的分类·周期抖动（峰峰值）：表示一周期中的偏差幅度（最大和最小之差）的抖动·标准差：表示偏差程度的标准偏差·随机抖动：自然产生的无法预测的抖动·确定性抖动：因电路、电磁感应或外界环境等因素而引起的抖动·累加抖动（长期抖动）：时钟各周期的连续偏差。
做一个测试测试仪：为Wavecrest公司制造的“DTS-2075”测试仪测试条件：基本无噪音的电源、探针测试点为输出端、输出电阻设定为50ohm图2的横轴表示一个周期（皮秒），这次测试用直方图表示了50000次随机抽选的周期离差。
这是SG-8002CA 125MHz PCB的数据。
最理想的是在125MHz的一周期出现一个波峰，但由于各种因素致使特性出现变化。
完美的时序：用抖动与相位噪声测量做时钟分频-设计应用
完美的时序：用抖动与相位噪声测量做时钟分频-设计应用当测量超低抖动的器件与设备时，工程师们必须时刻问一个问题：测得的值是来自DUT（待测设备），还是来自测试设备。
工程师们也总在寻找一些能扩展手头设备能力的方法。
本文描述了一些实用的方式，用于将较高频率VCO（压控振荡器）的时钟信号做分频处理。
大多数用于测量抖动的现代设备都可以划分到两大类中的一个：时域或频域。
时域设备通常是一种高速数字示波器的形式，有高的单次采样带宽。
频域设备一般的形式是频谱分析仪、带相位噪声测量功能的频谱分析仪，或相位噪声分析仪。
这两大类中，每一类设备都有自己的优点与缺点。
不过，它们测量的都是相同现象，只是采用不同方法。
逐周期的峰值抖动是在一个固定数量周期内（一般是1000个或10000个），逐个相邻周期之间的差值。
当需要限制频率上的突变大小时，就需要使用它。
例如，当驱动一个PLL（锁相环）时，可能希望限制频率中的瞬时变化大小，以确保下游PLL保持锁定（图1）。
图1,当驱动一只PLL（锁相环）时，可能希望限制频率中瞬变的大小，以确保下游PLL保持锁定。
峰峰周期抖动是在某个观测窗内（同样，一般是1000个或10000个周期），所有时钟周期中时钟周期与时钟周期之间的差值（图2）。
这是一个确保数字系统中触发器建立与保持时间的有用规格。
"峰峰"的意思是指测量中，和采样周期值之间的差值。
图2,峰峰周期抖动是一个观察窗口内（通常是1000个或10000个周期），所有时钟周期中，时钟周期与时钟周期之间的差值。
TIE（时间间隔误差）抖动（或叫累积抖动，也叫相位抖动）是在所有时钟周期上与理想时钟周期的实际偏差（图3）。
它包括了在所有抖动调制频率上的抖动，通常用于WAN（广域网络）的时序应用，如SONET（同步光网络）、同步以太网，以及OTN（光传送网络）。
图3,TIE抖动是整个时钟周期上与理想时钟周期的实际差值。
可以建立各种类型的抖动统计，如rms（均方根）、峰峰、逐周期、周期，以及TIE抖动，不过有些更常用。
正确理解锁相环Jitter
Application Report
ZHCA492 – JAN 2013
正确理解时钟器件的抖动性能
Steven Shi China Telecom Application Team
摘
要
在选择时钟器件时，抖动指标是最重要的关键参数之一。但不同的时钟器件，对抖动的描述不尽相同，如不带 锁相环的时钟驱动器有附加抖动指标要求，而带锁相环实现零延时的时钟驱动器则有周期抖动和周期间抖动指。同 时，不同厂家对相关时钟器件的抖动指标定义条件也不一样，如在时钟合成器条件下测试，还是在抖动滤除条件下 测试等。 为了正确理解时钟相关器件的抖动指标规格，同时选择抖动性能适合系统应用的时钟解决方案，本文详细介绍 了如何理解两种类型时钟驱动器的抖动参数，以及从锁相环输出噪声特性理解时钟器件作为合成器、抖动滤除功能 时的噪声特性。
2 时钟抖动和锁相环噪声模型
对时钟器件而言，抖动和锁相环是两个最基本的概念。
2.1 抖动
如图 1 所示，时钟抖动可分为三种抖动类型：时间间隔误差 TIE（Time Interval Error）、周期抖动 PJ （Period Jitter）和相邻周期间抖动 CCJ（Cycle to Cycle Jitter）。周期抖动是多个周期内对时钟周期的变化 进行统计与测量的结果，相邻周期间抖动是时钟相邻周期的周期差值进行统计与测量的结果，由于这两种 抖动是单个周期或相邻周期的偏差，表征的是短期抖动行为。时间间隔误差又称为相位抖动（ Phase Jitter），是指信号在电平转换时，其边沿与理想时间位置的偏移量，通常表征的是长期抖动行为。
相位噪声和抖动的概念及其估算方法
相位噪声和抖动的概念及其估算方法相位噪声是指信号相位的随机变化，包括相位偏移和频率变化。
它可以由信号在频率上扩展的能量来描述。
相位噪声对于许多系统来说是非常严重的问题，因为它会导致信号失真，限制系统的精度和性能。
相位噪声可以通过将信号与参考信号进行比较来测量，通常使用频谱分析法来估算。
抖动是指信号周期性的时移变化，通常是由于时钟信号的不稳定性引起的。
抖动可以看作是相位噪声的一种特殊形式，但它更关注短期和周期性的时间偏移。
抖动可以通过测量信号上相邻周期的时间差来估算。
1.频谱分析法：这是最常用的相位噪声估算方法。
通过将信号与参考信号进行频谱分析，可以得到相位噪声的频谱密度。
频谱密度描述了信号在不同频率上的相位随机变化程度，从而提供了相位噪声的估计。
2.相位瞬时法：相位瞬时法通过观察信号上相邻采样点之间的相位差异来估算相位噪声。
它可以通过计算信号的瞬时相位和瞬时频率来获得。
3.时隙法：时隙法是一种抖动估算方法，通过测量信号在不同时钟周期上的时间差异来估计抖动。
它可以使用高精度的时钟信号对待测信号进行采样，然后利用时隙间的时间差来计算抖动。
4.皮亚诺法：皮亚诺法是一种抖动估算方法，通过测量信号在一段时间内的累积相位偏移来估计抖动。
它利用计时器和参考时钟来测量信号的周期和时钟周期之间的偏移，从而计算抖动。
以上方法只是相位噪声和抖动的估算方法中的一部分，根据不同的应用和实际需求，还可以使用其他方法来进行估算。
在实际应用中，为了获得准确的估算结果，通常需要考虑到噪声的频率范围、采样率和信号特性等因素，选择合适的估算方法和参数。
相位噪声和抖动的估算是一个相对复杂的问题，在实际应用中需要结合具体情况进行综合考虑和分析。
时间抖动(jitter)的概念及其分析方法
时间抖动(jitter)的概念及其分析方法随着通信系统中的时钟速率迈入GHz级，抖动这个在模拟设计中十分关键的因素，也开始在数字设计领域中日益得到人们的重视。
在高速系统中，时钟或振荡器波形的时序误差会限制一个数字I/O接口的最大速率。
不仅如此，它还会导致通信链路的误码率增大，甚至限制A/D转换器的动态范围。
有资料表明在3G Hz以上的系统中，时间抖动（jitter）会导致码间干扰（ISI），造成传输误码率上升。
在此趋势下，高速数字设备的设计师们也开始更多地关注时序因素。
本文向数字设计师们介绍了抖动的基本概念，分析了它对系统性能的影响，并给出了能够将相位抖动降至最低的常用电路技术。
本文介绍了时间抖动（jitter）的概念及其分析方法。
在数字通信系统，特别是同步系统中，随着系统时钟频率的不断提高，时间抖动成为影响通信质量的关键因素。
关键字：时间抖动、jitter、相位噪声、测量时间抖动的概念在理想情况下，一个频率固定的完美的脉冲信号（以1MHz为例）的持续时间应该恰好是1us，每500n s有一个跳变沿。
但不幸的是，这种信号并不存在。
如图1所示，信号周期的长度总会有一定变化，从而导致下一个沿的到来时间不确定。
这种不确定就是抖动。
抖动是对信号时域变化的测量结果，它从本质上描述了信号周期距离其理想值偏离了多少。
在绝大多数文献和规范中，时间抖动（jitter）被定义为高速串行信号边沿到来时刻与理想时刻的偏差，所不同的是某些规范中将这种偏差中缓慢变化的成分称为时间游走（wander），而将变化较快的成分定义为时间抖动（jitter）。
图1 时间抖动示意图1．时间抖动的分类抖动有两种主要类型：确定性抖动和随机性抖动。
确定性抖动是由可识别的干扰信号造成的，这种抖动通常幅度有限，具备特定的（而非随机的）产生原因，而且不能进行统计分析。
随机抖动是指由较难预测的因素导致的时序变化。
例如，能够影响半导体晶体材料迁移率的温度因素，就可能造成载子流的随机变化。
如何理解相位噪声与时间抖动的关系？
如何理解相位噪声与时间抖动的关系？RF测试笔记是业界一线工程师们通过理论和实践相结合的方式介绍射频微波测试技术的专栏，主要涵盖噪声系数、数字调制、矢网、频谱分析、脉冲信号等内容。
如有想看到的内容或技术问题，可以在文尾写下留言。
每当介绍相位噪声测试方案时，都会提到时间抖动，经常提到二者都是表征信号短期频率稳定度的参数，而且是频域和时域相对应的参数。
正如题目所示，相位噪声与时间抖动有着一定的关系，那么相噪是与哪种类型的抖动相对应，彼此之间又有着怎样的数学关系，这些疑问都将在文中找到答案。
1. 相位噪声与时间抖动概述相位噪声通常是针对CW信号而言的，是表征信号频谱纯度的非常重要的参数，衡量了信号频率的短期稳定度。
相位噪声是频域的参数，在时域还有一个与之对应的参数——随机抖动，二者之间存在一定的数学关系，可以相互转换。
在前面关于相位噪声测试的文章中，给出了IEEE早期关于相噪的定义，同样的，关于时间抖动，SONET规范也给出了相应的定义：“Jitter is defined as the short-term variations of a digital signal’s significant instants from their ideal positions in time”.抖动定义中给出了三个要素：(1) significant instants，通常是指信号的上升沿或者下降沿；(2) ideal positions in time，这是指信号上升沿或下降沿在时间维度上的理想位置；(3) short-term variations，信号实际上升沿或下降沿相对于理想位置时间偏移的短期波动。
虽然定义中只提到了数字信号，但实际上具有普遍适用性，当然对于CW信号也是适用的。
上述定义所给出的是一种综合性抖动，按照不同的原因机制，又可以分解为多种不同的抖动分量，包括：随机抖动，周期性抖动，数据相关抖动，占空比失真等。
相位噪声和抖动
相位噪声和抖动
相位噪声和抖动是对同一种现象的两种不同的定量方式。
在理想情况下，一个频率固定的完美的脉冲信号(以1 MHz为例)的持续时间应该恰好是1微秒，每500ns有一个跳变沿。
但不幸的是，这种信号并不存在。
如图1所示，信号周期的长度总会有一定变化，从而导致下一个沿的到来时间不确定。
这种不确定就是相位噪声，或者说抖动。
抖动是一个时域概念
抖动是对信号时域变化的测量结果，它从本质上描述了信号周期距离其理想值偏离了多少。
通常，10 MHz以下信号的周期变动并不归入抖动一类，而是归入偏移或者漂移。
抖动有两种主要类型：确定性抖动和随机性抖动。
确定性抖动是由可识别的干扰信号造成的，这种抖动通常幅度有限，具备特定的（而非随机的）产生原因，而且不能进行统计分析。
造成确定性抖动的来源主要有4种：
1.相邻信号走线之间的串扰：当一根导线的自感增大后，会将其相邻信号线周围的感应磁场转化为感应电流，而感应电流会使电压增大或减小，从而造成抖动。
2. 敏感信号通路上的EMI辐射：电源、AC电源线和RF信号源都属于EMI源。
与串扰类似，当附近存在EMI辐射时，
时序信号通路上感应到的噪声电流会调制时序信号的电压值。
3. 多层基底中电源层的噪声：这种噪声可能改变逻辑门的阈值电压，或者改变阈值电压的参考地电平，从而改变开关门电路所需的电压值。
4. 多个门电路同时转换为同一种逻辑状态：这种情况可能导致电源层和地层上感应到尖峰电流，从而可能使阈值电压发生变化。
时钟抖动(CLK)和相位噪声之间的转换
应用笔记3359时钟抖动(CLK)和相位噪声之间的转换摘要：这是一篇关于时钟(CLK)信号质量的应用笔记，介绍如何测量抖动和相位噪声，包括周期抖动、逐周期抖动和累加抖动。
本文还描述了周期抖动和相位噪声谱之间的关系，并介绍如何将相位噪声谱转换成周期抖动。
几乎所有集成电路和电气系统都需要时钟(CLK)。
在当今世界中，人们以更快的速度处理和传送数字信息，而模拟信号和数字信号之间的转换速率也越来越快，分辨率越来越高。
这些都要求工程师更多地关注时钟信号的质量。
时钟信号的质量通常用抖动和相位噪声来描述。
抖动包括周期抖动，逐周期抖动和累计抖动，最常用的是周期抖动。
时钟的相位噪声用来说明时钟信号的频谱特性。
本文首先简单介绍用来测量时钟抖动和相位噪声的装置。
然后介绍周期抖动和相位噪声之间的关系，最后介绍将相位噪声谱转换成周期抖动的简单公式。
周期抖动和相位噪声：定义和测量周期抖动周期抖动(J PER)是实测周期和理想周期之间的时间差。
由于具有随机分布的特点，可以用峰-峰值或均方根值(RMS)描述。
我们首先定义门限为V TH的时钟上升沿位于时域的T PER(n)，其中n是一个时域系数，如图1所示。
我们将JPER表示为手册：其中T0是理想时钟周期。
由于时钟频率固定，随机抖动J PER的均值应该为零，J PER的RMS可以表示为：式中的<•>是所要求的运算符。
从图1时钟波形可以看出J PER和T PER之间的关系。
图1. 周期抖动测量相位噪声测量为了理解相位噪声谱L(f)的定义，我们首先定义时钟信号的功率谱密度S C(f)。
将时钟信号接频谱分析仪，即可测得S C(f)。
相位噪声谱L(f)定义为频率f处的S C(f)值与时钟频率f C处的S C(f)值之差，以dB表示。
图2说明了L(f)的定义。
图2. 相位噪声谱的定义相位噪声谱L(f)的数学定义为：注意L(f)代表的是f C和f处谱值的比，L(f)将在下文介绍。
相位噪声和抖动的概念及其对系统性能的影响
相位噪声和抖动的概念及其对系统性能的影响1.相位噪声的概念：相位噪声是指信号或系统相位的短期和长期不稳定性，通常以功率谱密度的形式表示。
它是由于信号中频率分量的随机波动引起的。
相位噪声可以描述系统时钟的稳定性，以及信号与系统传输中引入的相位失真。
2.抖动的概念：抖动是指信号或系统的时间间隔的不稳定性。
它是指在信号或系统中观察到的无规律的时间偏移或频率偏移。
抖动可以由多种因素引起，如时钟不稳定性、噪声、温度变化等。
抖动可以影响信号的准确性、稳定性和可靠性。
3.相位噪声和抖动对系统性能的影响：-频谱扩展：相位噪声和抖动会导致信号频谱的扩展，使信号在频域上具有更宽的带宽。
这会降低信号的功率效率，增加系统的带宽需求。
-信号失真：相位噪声和抖动会引起信号的相位偏移，导致信号的形状发生变化。
这会导致信号的失真和误差增加，降低系统的性能和可靠性。
-时钟同步误差：相位噪声和抖动会对时钟信号的准确性和稳定性产生影响，进而影响整个系统的时钟同步。
时钟同步误差会导致数据传输中的时序错误，使系统无法正常工作。
为了减小相位噪声和抖动对系统性能的影响，需要采取一些措施。
常见的方法包括：-时钟优化：选择合适的时钟源，提高时钟的稳定性和准确性。
可以使用低噪声振荡器、时钟锁相环等技术来减小相位噪声和抖动。
-滤波器设计：使用合适的滤波器来抑制噪声和抖动。
可以采用低通滤波器、带通滤波器等方法来限制频率范围，降低噪声和抖动的影响。
-信号处理算法：可以采用信号处理算法来补偿相位噪声和抖动引起的误差。
常见的算法包括锁相环、相关器等技术。
综上所述，相位噪声和抖动是系统性能的重要指标，它们对信号的质量和可靠性有着重要的影响。
了解相位噪声和抖动的概念，并采取适当的措施来减小其影响，对于提高系统性能具有重要意义。
相位噪声的含义和6个测量方法
相位噪声的含义和6个测量方法相位噪声的含义相位噪声是对信号时序变化的另一种测量方式，其结果在频率域内显示。
用一个振荡器信号来解释相位噪声。
如果没有相位噪声，那么振荡器的整个功率都应集中在频率f=fo处。
但相位噪声的出现将振荡器的一部分功率扩展到相邻的频率中去，产生了边带(sideband)。
从下图中可以看出，在离中心频率一定合理距离的偏移频率处，边带功率滚降到1/fm，fm是该频率偏离中心频率的差值。
相位噪声通常定义为在某一给定偏移频率处的dBc/Hz值，其中，dBc是以dB为单位的该频率处功率与总功率的比值。
一个振荡器在某一偏移频率处的相位噪声定义为在该频率处1Hz带宽内的信号功率与信号的总功率比值。
图1 相位噪声的含义主要的相位噪声测量方法1.直接频谱测量方法这是最简单最经典的相位测量技术。
如图 2 所示，将被测件 (DUT) 的信号输入频谱仪/信号分析仪，将信号分析仪调谐到被测件频率，直接测量振荡器的功率谱密度(f)。
由于该方法对频谱密度的测量是在存在载波的情况下进行，因此频谱仪/信号分析仪的动态范围对测量范围有较大影响。
虽然不太适合测量非常靠近载波的相位噪声，但该方法可以非常方便地快速测定具有相对高噪声的信号源质量。
测量在满足以下条件时有效:● 频谱仪/信号分析仪在相关偏置时的本身 SSB 相位噪声必须低于被测件噪声。
● 由于频谱仪/信号分析仪测量总体噪声功率，不会区分调幅噪声与相位噪声，被测件的调幅噪声必须远低于相位噪声(通常10 dB 即可)。
图2 直接频谱测量方法2.鉴相器测量方法如果需要分离相位噪声和调幅噪声，则需使用鉴相器法进行相位噪声的测量。
图 3 描述了鉴相器技术的基础概念。
鉴相器可将两个输入信号的相位差转换为鉴相器输出端的电压。
相位差设置为90° (正交) 时，电压输出为 0 V。
偏离正交的任何相位波动都将引发输出端的电压变化。
图3 鉴相器工作原理目前已根据鉴相器原理开发了多种测量方法。
相位噪声
引言频率合成技术就是把一个或者多个高稳定度、高准确度的参考频率，经过各种信号处理技术，生成具有同等稳定度和准确度的各种离散频率。
频率合成器是无线传输设备中的核心部件，无论无线传输设备采用哪种变频体制，都离不开频率合成器。
发射机利用频率合成器把基带信号上变频，搬移到设置的无线传输频率，通过天线发射出去；与之相反，接收机利用频率合成器把天线接收的无线信号下变频，变为基带信号，再进行解调等后续处理。
频率合成器件的主要性能指标：①频率范围（带宽）；②频率分辨率；③频率转换时间；④频率准确度和稳定度；⑤频谱纯度（主要影响因素是相位噪音和寄生干扰）。
相位噪声的概述频率源的相位噪声是一项非常重要的性能指标，它对电子设备和电子系统的性能影响很大，主要影响系统的门限性能和邻道干扰，特别在低速率和高阶调制体制中。
从频域看它分布在载波信号两旁按幂律谱分布。
用这种信号不论做发射激励信号，还是接收机本振信号以及各种频率基准时，这些相位噪声将在解调过程中都会和信号一样出现在解调终端，引起基带信噪比下降。
在通信系统中使话路信噪比下降，误码率增加；在雷达系统中影响目标的分辨能力，即改善因子。
接收机本振的相位噪声，当遇到强干扰信号时，会产生“倒混频”使接收机有效噪声系数增加。
所以随着电子技术的发展，对频率源的相位噪声要求越来越严格，因为低相位噪声，在物理、天文、无线电通信、雷达、航空、航天以及精密计量、仪器、仪表等各种领域里都受到重视单独提相位噪声来谈频率合成器的实现没有任何实际意义，因为涉及频率合成器的指标还有输出频率、频率步进、频率转换时间、工作带宽、体积、功耗等相关因索，只有综合考虑这些因素，才能优选最佳方案。
例如在跳频通信中，频率转换时间和工作带宽是2个重要指标，微波频段的接力通信中频率合成器输出较高的频率是设计的难点，当体积、功耗受限时，方案和器件的选择也会受限。
有时频率合成器的要求太高，可以考虑优化系统的方案，如变频方式、频率步进配置等相位噪声的定义和含义相位噪声是频率域的概念相位噪声（Phase noise）一般是指在系统内各种噪声作用下引起的输出信号相位的随机起伏。
相位噪声和抖动
相位噪声和抖动1. 射频信号时间频率稳定性1.1. 什么是相位噪声(Phase noise)相位噪声是指系统（如各种射频器件）在各种噪声的作用下引起的系统输出信号相位的随机变化。
1.2. 相位噪声的本质相位噪声体现信号相位的随机变化，量值是在某频率处dBc/Hz。
dBc体现比值概念，那么这是功率比值还是相位比值？答案是功率比值，对应相位随机变化的分布幅度和概率。
1.3. 什么是抖动(Jitter)相位噪声和抖动是对同一种现象的两种不同的定量方式。
相噪是在频域定标，抖动是在频域定标，两者可以相互转换:相位噪声L对应的线性功率P(f)=10^(L/10)；频段（Δf=f2-f1）内，功率密度积分，对应相位变化ΔΦ=sqrt(2*∫ P(f)df)，即剩余调相；对于频率为fc的信号，其时域抖动jitter = ΔΦ/(2*π*fc)。
由相噪结果计算得来的抖动（均方根值）数值单位是s，对应相应相噪分析的频段（频偏），多个频段的抖动数值可以通过均方根值合成一个数值，对应整个频段的抖动值。
2. 相噪测试方法2.1. 频谱仪频谱分析法理解相位噪声（功率比值）：测试频率f0的信号功率P0（dBm），在f0+Δf频率偏移处读取的功率密度值P1(dBm/Hz)，对应相位噪声L（dBc/Hz）。
2.2. 信号源分析仪– PLLPLL鉴相法理解相位噪声（相位变化的功率谱比值）：信号Signal = Cos(wt+Φ(t))信号的初相Φ(t)在时域的抖动，数字化转换为频域功率谱（FFT），对应相位噪声L（dBc/Hz）。
处于灵敏度的考虑，信号源分析仪通常有互相关的功能。
简而言之，信号与分析仪内置两个独立的PLL系统，被测信号进入两个PLL 后，产生两个带噪声的直流信号；通过相关运算，将PLL内置参考源的噪声归零，仅剩被测信号的相噪。
2.3. 信号源分析仪–数字解调将被测信号Signal = Cos(wt+Φ(t))量化为I/Q数据后，直接解调分析Φ(t)。
相位噪声对PSK系统性能的影响
相位噪声对PSK系统性能的影响黄慰【摘要】在介绍相位噪声定义的基础上,分析了相移键控(PSK)接收系统的本振信号源相位噪声对误码率的影响.以QPSK调制方式为例,仿真了相位噪声对系统误码率影响,结果证明了接收系统中本振信号源相位噪声的重要性.以实际工程中使用的本振信号源为例,推导了相位噪声和信号抖动所导致的BPSK和QPSK接收系统信噪比的限制.理论分析与工程实践相结合,可以更好地得出相位噪声对PSK接收系统的影响,对接收系统的工程设计具有一定的指导意义.【期刊名称】《电讯技术》【年(卷),期】2011(051)007【总页数】4页(P174-177)【关键词】相移键控(PSK);接收系统;相位噪声;误码率【作者】黄慰【作者单位】中国西南电子技术研究所,成都610036【正文语种】中文【中图分类】TN914.21 引言由于相移键控(PSK)调制具有恒包络特性,频带利用率比频移键控(FSK)调制高,并且在相同的信噪比条件下,误码率也比FSK调制低,同时PSK调制和解调方式的实现方法也比较简单。
因此,以BPSK(二相相移键控)和QPSK(四相相移键控)为代表的PSK调制方式以其抗干扰性能强、误码率低、频谱利用率高等优点,广泛应用于数字微波通信系统、数字卫星通信系统、宽带接入、移动通信及有线电视系统中。
但是,随着PSK相位点数的增加,其对相位噪声的敏感程度也相应增加。
本文介绍了相位噪声的定义,阐述了在接收系统中的相位噪声对PSK系统误码率的影响,并以QPSK调制方式为例,进行了接收机本振信号源不同参数变量的相位噪声对系统误码率的仿真分析,推导出本振源相位噪声对QPSK系统误码率的影响,仿真结果证明了接收系统中本振信号源相位噪声的重要性。
同时,以实际工程中使用的本振信号源为例,计算了相位噪声和信号抖动所导致的BPSK和QPSK接收系统信噪比的限制。
2 接收机相位噪声的定义一般来说,所有超外差接收机都会使用一个或者多个本振信号源在解调之前把输入射频信号变换为中频信号,其原理如图1所示。
时钟抖动与相位噪声的关系
时钟抖动与相位噪声的关系时钟抖动与相位噪声是与时钟信号相关的两个重要概念。
时钟抖动是指时钟信号在时间上的偏离，并且是不可避免的。
而相位噪声则是指时钟信号的相位发生随机变化的程度，反映了时钟信号的稳定性。
时钟抖动与相位噪声之间存在紧密的关系。
时钟抖动会直接影响到时钟信号的相位稳定性，进而引起相位噪声的增加。
当时钟抖动增大时，由于相位稳定性下降，时钟信号的相位就会出现较大的波动，从而导致相位噪声的增加。
因此，时钟抖动是相位噪声的一个主要原因。
时钟抖动的产生是多方面因素共同作用的结果。
其中，温度、振荡电源的稳定性、时钟信号传输中的干扰等都会对时钟抖动产生影响。
这些因素会改变时钟信号的周期性和稳定性，进而导致时钟抖动的产生。
另外，时钟自身的设计和制造工艺也会对时钟抖动产生影响。
因此，在设计和制造时钟时，需要考虑这些因素，减小时钟抖动，从而减少相位噪声。
为了降低时钟抖动和相位噪声，可以采取一些有效的措施。
首先，优化时钟设计和制造工艺，采用高稳定性的振荡器和电源，减少外界干扰等，可以有效降低时钟抖动和相位噪声。
其次，使用合适的时钟同步技术，如锁相环（PLL）等，可以对时钟信号进行精确同步，从而减小相位噪声。
此外，合理设计时钟引入电路也可以改善时钟信号的稳定性，减少时钟抖动和相位噪声。
时钟抖动与相位噪声的关系对于各种应用领域都具有重要的指导意义。
在通信系统、雷达系统、测量仪器等高精度应用中，时钟信号的稳定性直接影响到系统的性能。
因此，通过控制时钟抖动和相位噪声，可以提高系统的性能和可靠性。
此外，在数字信号处理、频谱分析等领域中，时钟抖动和相位噪声的特性也是需要注意的，因为它们可能对信号的采样和处理产生不可忽视的影响。
综上所述，时钟抖动与相位噪声之间存在着紧密的关系。
时钟抖动会导致相位稳定性下降，进而引起相位噪声的增加。
合理设计时钟、优化时钟同步技术和降低外界干扰等措施可以降低时钟抖动和相位噪声。
对于各种应用领域来说，控制时钟抖动和相位噪声是提高系统性能和可靠性的重要手段。
时钟抖动和相位噪声对采样系统的影响
时钟抖动和相位噪声对采样系统的影响时钟抖动是指时钟信号的时间偏离其期望值的现象。
在实际应用中，时钟信号不可避免地会有抖动存在，主要是由于时钟发生器的不稳定性、环境温度的变化、电源波动等因素引起的。
时钟抖动会导致采样系统的时序不准确，从而引入额外的噪声和失真。
时钟抖动对采样系统的影响主要体现在以下几个方面：1.时间抖动：时钟信号的时间抖动会导致采样时刻的不准确性，即采样时刻与理想时刻存在偏差。
时间抖动会引入额外的误差，降低采样的准确性。
2.采样间隔不均匀：时钟抖动会导致采样间隔不均匀，即采样点之间的时间间隔不一致。
采样间隔的不均匀会引起谱线畸变、频谱泄漏等问题。
3.时钟漂移：时钟抖动还可能引起时钟的频率偏移，即时钟信号的频率在长时间内发生变化。
时钟漂移会导致采样频率的不稳定性，从而引入额外的误差。
相位噪声对采样系统的影响主要体现在以下几个方面：1.频谱扩展：相位噪声会导致采样信号的频谱扩展，即频谱的带宽变宽，从而在频域上引入额外的噪声。
频谱扩展会降低采样系统的信号和噪声比（SNR）。
2.时钟失真：相位噪声会导致时钟信号的相位不稳定，进而引起采样时钟的失真。
时钟失真会导致采样时刻的不准确性，从而降低采样系统的准确性。
3.时钟频偏：相位噪声还可能引起时钟信号的频率偏移，即时钟信号的频率在短时间内产生变化。
时钟频偏会导致采样频率的不稳定性，进而影响采样信号的恢复和重构。
针对时钟抖动和相位噪声对采样系统的影响，有一些常见的解决方法和技术可以应用：1.时钟抖动：可以采用外部稳定的时钟源，如石英晶体振荡器，来提供准确的时钟信号。
此外，也可以采用时钟同步和校准的技术，通过校准时钟源的偏差和抖动，以保证采样系统的时序准确性。
2.相位锁定环（PLL）：相位锁定环是一种常用的技术，用于减小时钟信号的相位噪声。
相位锁定环通过对时钟信号的频率和相位进行反馈调整，使得时钟信号的相位模糊和频谱扩展得到减小。
3.数字滤波器：可以采用数字滤波器来抑制时钟抖动和相位噪声对采样信号的影响。
相位噪声表征
定义相位噪声和抖动是对同一种现象的两种不同的定量方式。
在理想情况下，一个频率固定的完美的脉冲信号(以1 MHz为例)的持续时间应该恰好是1微秒，每500ns有一个跳变沿。
但不幸的是，这种信号并不存在。
实际信号的信号周期的长度总会有一定变化，从而导致下一个沿的到来时间不确定。
这种不确定就是相位噪声，或者说抖动。
频域概念相位噪声是对信号时序变化的另一种测量方式，其结果在频率域内显示。
用一个振荡器信号来解释相位噪声。
如果没有相位噪声，那么振荡器的整个功率都应集中在频率f=fo处。
但相位噪声的出现将振荡器的一部分功率扩展到相邻的频率中去，产生了边带(sideband)。
从图2中可以看出，在离中心频率一定合理距离的偏移频率处，边带功率滚降到1/fm，fm是该频率偏离中心频率的差值。
相位噪声通常定义为在某一给定偏移频率处的dBc/Hz值，其中，dBc是以dB为单位的该频率处功率与总功率的比值。
一个振荡器在某一偏移频率处的相位噪声定义为在该频率处1Hz带宽内的信号功率与信号的总功率比值。
概念解释定义1相位噪声是指单位Hz的噪声密度与信号总功率之比,表现为载波相位的随机漂移,是评价频率源(振荡器)频谱纯度的重要指标。
源自: 有线数字电视传输特性与故障解析《中国有线电视》2005年赵雨境,王恒江定义2相位噪声是指光的正弦振荡不稳定,时而出现某处相位的随机跳变.相位噪声导致光源线宽变宽.光强度噪声是指因自发辐射光强的随机变化和外界温度的变化,导致发射光强的起伏源自: Fabry-Perot干涉式光纤温度传... 《传感器技术》2001年曹满婷来源文章摘要：分析了温度对相位的调制作用以及Fabry -Perot干涉结构检测相位变化的原理,提出了一种具有高灵敏度和高分辨率的相位调制型全光纤结构,并进行了系统的噪声分析。
定义3是一随机量通常把信号的相似随机起伏中（t）称为相位噪声.（t）随时间变化的随机过程是一平稳的随机过程并使随机量的概率密度分布符合正态分布。
什么是抖动和相位噪声？
什么是抖动和相位噪声抖动(Jitter)反映的是数字信号偏离其理想位置的时间偏差。
高频数字信号的bit周期都非常短，—般在几百ps甚至几十ps, 很小的抖动都会造成信号采样位置电平的变化，所以高频数字信号对于抖动都有严格的要求。
,,啦打l它忱怡O l oc kJitter实际信号的很复杂，可能既有随机抖动成分(RJ), 也有不同频率的确定性抖动成分(DJ)。
确定性抖动可能由千码间干扰或一些周期性干扰引起，而随机抖动很大一部分来源千信号上的噪声。
下圈反映的是一个带噪声的数字信号及其判决阔值。
一般我们把数字信号超过阔值的状态判决为'1", 把低千阔值的状态判决为"O"I由千信号的上升沿不是无限陡的，所以垂直的幅度噪声就会造成信号过闽值点时刻的左右变化，这就是由于噪声造成信号抖动的原因。
j i tl e r caused by voltage no i 钮j itte ,r caused by vo l tage noisePhase noise te吐re多ult o f $ig1n al Source A nalyz e:r对于很多晶振产生的时钟来说，其抖动中的主要成分是随机抖动。
如果我们把相位噪声测试结果里不同频率成分的相位噪声能量进行积分的话，我们就能够得到随机抖动。
通过信号源分析仪对相位噪声测量然后对—定带宽内的能量进行积分，我们就可以得到精确的随机抖动测量结果。
信号源分析仪能测量到的最小抖动可以到fs级。
日O中央广播电视祫台发布2021II品牌强国丁程”融媒体传播方案广播百科001—100期广播百科101—200期广电术语词汇（一）广电术语词旷（二）。
压控晶振选型指南大全
YXC丨压控晶振选型指南➢概要压控晶振（VCXO），全称为电压控制石英晶体振荡器（Voltage Controlled Oscillator）,是石英晶体振荡器的一种。
压控晶振主要由石英晶体谐振器、变容二极管和振荡电路组成，其工作原理是通过控制电压来改变变容二极管的电容，从而“牵引”石英谐振器的频率，以达到频率调制的目的。
因此，压控晶振最突出的特点之一是能够通过调整输入电压实现小范围内的输出频率调整，一般频率调制范围为±50PPM~±200PPM。
压控晶振大多用于锁相技术、频率负反馈调制的目的，被广泛应用于音频功放、高清电视系统、无线通信系统、卫星导航及通信系统、高精密仪器仪表等应用中的同步/抖动清除。
➢YXC丨VCXO产品家族➢参数及选型指南压控晶振（VCXO）主要参数包括中心频率、频率稳定度、牵引范围、工作电压、输出方式、工作温度和封装尺寸等，在选购YXC压控晶振时建议按照以下方法进行筛选：（1）选择您所需要的中心频率/频点中心频率是晶振最关键的参数之一，表示晶振在单位时间内完成振动的次数。
晶振的中心频率实际上指的就是晶振的标称频率，即我们所说的频点。
常用的单位包括Hz（赫兹，1Hz表示每秒振荡1次）、kHz（千赫兹，1kHz=1000Hz）、MHz（兆赫兹，1MHz=1000kHz）、GHz(吉赫兹，1GHz=1000MHz)。
目前YXC的VCXO支持10MHz~2100MHz频率范围内的任意频点，且可精确至小数点后6位。
（2）选择您所需要的精度/频率稳定度频率稳定度是晶振的另一项关键参数，表示实际输出频率与标称频率之间的误差，通常用ppm（百万分之一）表示。
压控晶振通过调节电压来改变输出频率会一定程度上牺牲晶振的频率稳定度，因此建议在满足设计要求的前提下尽量选择频率稳定度较小的产品。
YXC的VCXO产品提供±25ppm、±50ppm、±100ppm等不同的频率稳定度（总偏差）选项。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
相位噪声和抖动是对同一种现象的两种不同的定量方式。
在理想情况下，一个频率固定的完美的脉冲信号(以1 MHz为例)的持续时间应该恰好是1微秒，每500ns有一个跳变沿。
但不幸的是，这种信号并不存在。
如图1所示，信号周期的长度总会有一定变化，从而导致下一个沿的到来时间不确定。
这种不确定就是相位噪声，或者说抖动。
相位噪声是频率域的概念。
相位噪声是对信号时序变化的另一种测量方式，其结果在频率域内显示。
用一个振荡器信号来解释相位噪声。
如果没有相位噪声，那么振荡器的整个功率都应集中在频率f=fo处。
但相位噪声的出现将振荡器的一部分功率扩展到相邻的频率中去，产生了边带(sideband)。
从图2中可以看出，在离中心频率一定合理距离的偏移频率处，边带功率滚降到1/fm，fm是该频率偏离中心频率的差值。
相位噪声通常定义为在某一给定偏移频率处的dBc/Hz值，其中，dBc是以dB为单位的该频率处功率与总功率的比值。
一个振荡器在某一偏移频率处的相位噪声定义为在该频率处1Hz带宽内的信号功率与信号的总功率比值。
相位噪声产生的原因信号源热噪声,内部损耗电阻热噪声,混频器件电流散弹噪声及本振相位噪声,具体是温度过热关系。
相位噪声的定义定义1：相位噪声是指单位Hz的噪声密度与信号总功率之比,表现为载波相位的随机漂移,是评价频率源(振荡器)频谱纯度的重要指标源自: 有线数字电视传输特性与故障解析《中国有线电视》2005年赵雨境,王恒江定义2：相位噪声是指光的正弦振荡不稳定,时而出现某处相位的随机跳变.相位噪声导致光源线宽变宽.光强度噪声是指因自发辐射光强的随机变化和外界温度的变化,导致发射光强的起伏源自: Fabry-Perot干涉式光纤温度传... 《传感器技术》2001年曹满婷来源文章摘要：分析了温度对相位的调制作用以及Fabry -Perot干涉结构检测相位变化的原理,提出了一种具有高灵敏度和高分辨率的相位调制型全光纤结构,并进行了系统的噪声分析。
定义3：是一随机量通常把信号的相似随机起伏中（t）称为相位噪声.（t）随时间变化的随机过程是一平稳的随机过程并使随机量的概率密度分布符合正态分布源自: 受多项噪声影响的二级方差估值的置信度《四川教育学院学报》1997年林时昌来源文章摘要：有限次（ｍ次）采样测量的二级方差估值（，ｍ）随机地偏离其真值＜）。
这种随机不确定性不仅和ｍ有关，而且和噪声的性质有关。
计算出单项噪声所产生的不确定度；分析了多项噪声对总不确定度的影响，并引用置信度的概念表征测量的不确定度。
定义4：(t)〕sin[2兀厂t+小(t)]相位噪声是指频率信号中由频率源内部噪声调制(调相或调频)产生的随机相位起伏.当被测相位噪声比频谱分析仪自身的相位噪声大时,可直接利用频谱分析仪来测量相位噪声,这是一种简单、方便的相位噪声测量方法源自: 频谱分析仪在测量相位噪声过程中的数值修正《国外电子测量技术》2002年曹芸来源文章摘要：本文介绍了在使用频谱分析仪测量相位噪声时,影响其测量结果的因素并讨论了如何对频谱分析仪输出结果进行修正。
定义5：则()rk的相角为()kknkqj+q+,其中()nkq是噪声()nk对相位的干扰,称为相位噪声.可见,kq中包含了全部的载波相位信息,kj包含了大量甚至全部的码字信息源自: 相位处理载波恢复算法研究《信息与电子工程》2003年袁清升,刘文来源文章摘要：针对数字信号传输同步接收机的数字化实现,提出一种载波同步新算法即相位处理载波恢复算法。
它直接对接收信号的相角进行处理,完成载波频率的快速捕获和载波相位跟踪。
理论分析和计算机仿真表明,该算法简单有效,运算量小,便于用DSP器件来实现,适用性强。
定义6：2个调相边带功率之和是总功率的一半,2个调幅边带功率之和是总功率的另一半,换句话说,总噪声功率N0的一半功率转换到调相边带,另一半转换到调幅边带,转换到调相边带的噪声称为相位噪声源自: 卫星通信系统中相位噪声之理论及测试《电信科学》2000年殷琪来源文章摘要：本文从相位噪声的定义出发,主要讨论卫星通信系统中相位噪声的来源,介绍一种在现场经常使用的、简便可行的测试相位噪声的方法———频谱分析仪测试方法。
定义7：SK解调符号上就会引入相位误差,该误差可通称为相位噪声,对系统性能产生重要影响.关于相位噪声对MPSK、MDPSK的影响分析,文献[8]运用几何方法推导了AWGN信道中MPSK的条件误符号率定义8：由于电路中的各种随机噪声的作用，使得输出信号的相位会叠加上一个随机的起伏相位△Φ(t)，这就是相位噪声的基本概念。
由频率与相位的关系可知，相位噪声必然使得输出频率存在随机的瞬时抖动，其值为d△Φ(t)/dt。
，相位噪声越大，频率的瞬时抖动就越大，因此，频率合成器短期频率稳定度指标就能反映相位噪声的大小，但是，用阿仑方程表征的短期频率稳定度是时域指标，测量不便。
从频域来看，相位噪声对输出频率产生了调频，使得输出谱不再是单一谱线，而是在中心谱线两侧有一个噪声谱的边带。
噪声边带能量越大，意味着相位噪声越大，短期频率稳定度越低，因此，射频输出主谱两侧的噪声功率谱密度分布反映了基带上相位噪声的大小。
在频域，相位噪声最方便的测量是用频谱仪，即输出频率的功率与距离该频率的某处的单边带1Hz带宽内的噪声能量(即功率谱密度)之比，其单位为dBc/Hz@×kHz。
由于相位噪声功率谱密度是一个随机变量的统计值，用频谱仪测量相位噪声时，一定要取平均。
理论分析可以证明，在射频上测得的单边带相位噪声（功率谱密度）与基带相位噪声功率谱密度相差3dB 。
相位噪声相位噪声（Phase noise）一般是指在系统内各种噪声作用下引起的输出信号相位的随机起伏。
通常相位噪声又分为频率短期稳定度和频率长期稳定度。
所谓频率短期稳定度, 是指由随机噪声引起的相位起伏或频率起伏。
至于因为温度、老化等引起的频率慢漂移，则称之为频率长期稳定度。
通常我们主要考虑的是频率短期稳定度问题，可以认为相位噪声就是频率短期稳定度。
随着通信系统中的时钟速度迈入GHz级，相位噪声和抖动这两个在模拟设计中十分关键的因素，也开始在数字芯片和电路板的性能中占据日益重要的位置。
在高速系统中，时钟或振荡器波形的时序误差会限制一个数字I/O接口的最大速率，不仅如此，它还会增大通信链路的误码率，甚至限制A/D转换器的动态范围。
相位噪声是衡量频率标准源(高稳晶振、原子频标等)频稳质量的重要指标，随着频标源性能的不断改善，相应噪声量值越来越小，因而对相位噪声谱的测量要求也越来越高。
现代电子系统和设备都离不开相位噪声测试的要求，因为本振相位噪声影响着调频、调相系统的最终信噪比，恶化某些调幅检波器的性能；限制频移键控（FSK）和相移键控（PSK）的最小误码率；影响频分多址接收系统的最大噪声功率等。
在很多高级电子系统和设备中，核心技术中往往有一个低相位噪声频率源。
可见对相位噪声进行表征、测试以及如何减小相位噪声是现代电子系统中一个回避不了的问题。
什么是相位噪声和抖动相位噪声和抖动是对同一种现象的两种不同的定量方式。
在理想情况下，一个频率固定的完美的脉冲信号(以1 MHz为例)的持续时间应该恰好是1微秒，每500ns 有一个跳变沿。
但不幸的是，这种信号并不存在。
信号周期的长度总会有一定变化，从而导致下一个沿的到来时间不确定。
这种不确定就是相位噪声，或者说抖动。
抖动是一个时域概念抖动是对信号时域变化的测量结果，它从本质上描述了信号周期距离其理想值偏离了多少。
通常，10 MHz以下信号的周期变动并不归入抖动一类，而是归入偏移或者漂移。
抖动有两种主要类型：确定性抖动和随机性抖动。
确定性抖动是由可识别的干扰信号造成的，这种抖动通常幅度有限，具备特定的（而非随机的）产生原因，而且不能进行统计分析。
造成确定性抖动的来源主要有4种：•相邻信号走线之间的串扰：当一根导线的自感增大后，会将其相邻信号线周围的感应磁场转化为感应电流，而感应电流会使电压增大或减小，从而造成抖动。
•敏感信号通路上的EMI辐射：电源、AC电源线和RF信号源都属于EMI 源。
与串扰类似，当附近存在EMI辐射时，时序信号通路上感应到的噪声电流会调制时序信号的电压值。
•多层基底中电源层的噪声：这种噪声可能改变逻辑门的阈值电压，或者改变阈值电压的参考地电平，从而改变开关门电路所需的电压值。
•多个门电路同时转换为同一种逻辑状态：这种情况可能导致电源层和地层上感应到尖峰电流，从而可能使阈值电压发生变化。
随机抖动是指由较难预测的因素导致的时序变化。
例如，能够影响半导体晶体材料迁移率的温度因素，就可能造成载子流的随机变化。
另外，半导体加工工艺的变化，例如掺杂密度不均，也可能造成抖动。
随机抖动最基本的一个特性就是随机性，因此我们可以用高斯统计分布来描述其特性。
例如，对一个只包含随机抖动因素的时钟振荡器的振荡周期进行100次连续测量，测量结果会呈高斯分布（或称正态分布）。
在其均值加减1个标准差的范围内包含了所有周期测量数据的68.26%，在其均值+/- 2倍标准差的范围内包含所有测量数据的95.4 %，+/- 3倍标准差范围内包含99.73%的测量数据，+/- 4倍标准差范围内包含99.99366%的测量数据。
从这种正态分布中，我们可以得到两种常见的抖动定义：•峰峰值抖动，即正态曲线上最小测量值到最大测量值之间的差距。
在大多数电路中，该值会随测量样本数的增多而变大，理论上可达无穷大。
因此，这种测量意义不大。
•RMS(均方根)抖动，即正态分布一阶标准偏差的值。
该值随样本数的增加变化不大，因而这种测量较有意义。
但这种测量只在纯高斯分布中才有效，如果分布中存在任何确定性抖动，那么利用整个抖动直方图上的一阶方差来估计抖动出现的可能性就是错误的。
•多个随机抖动源可以用RMS方式相加。
但要得到总的抖动，需要利用峰峰值，以便将随机抖动与确定性抖动相加。
相位噪声是频率域的概念相位噪声是对信号时序变化的另一种测量方式，其结果在频率域内显示。
如果没有相位噪声，那么振荡器的整个功率都应集中在频率f=fo处。
但相位噪声的出现将振荡器的一部分功率扩展到相邻的频率中去，产生了边带(sideband)。
在离中心频率一定合理距离的偏移频率处，边带功率滚降到1/fm，fm是该频率偏离中心频率的差值。
相位噪声通常定义为在某一给定偏移频率处的dBc/Hz值，其中，dBc是以dB为单位的该频率处功率与总功率的比值。
一个振荡器在某一偏移频率处的相位噪声定义为在该频率处1Hz带宽内的信号功率与信号的总功率比值。
相位噪声对系统可能造成的影响对接收机的影响电子技术的发展，使器件的噪声系数越来越低，放大器的动态范围也越来越大，增益也大有提高，使得电路系统的灵敏度和选择性及线性度等主要技术指标都得到较好的解决。