相位噪聲和抖動(dòng)是對(duì)同一種現(xiàn)象的兩種不同的定量方式

1、相位噪聲和抖動(dòng)是對(duì)同一種現(xiàn)象的兩種不同的定量方式。在理想情況下，一個(gè)頻率固定的完美的脈沖信號(hào)(以1 MHz為例)的持續(xù)時(shí)間應(yīng)該恰好是1微秒，每500ns有一個(gè)跳變沿。但不幸的是，這種信號(hào)并不存在。如圖1所示，信號(hào)周期的長度總會(huì)有一定變化，從而導(dǎo)致下一個(gè)沿的到來時(shí)間不確定。這種不確定就是相位噪聲，或者說抖動(dòng)。相位噪聲是頻率域的概念。相位噪聲是對(duì)信號(hào)時(shí)序變化的另一種測(cè)量方式，其結(jié)果在頻率域內(nèi)顯示。用一個(gè)振蕩器信號(hào)來解釋相位噪聲。如果沒有相位噪聲，那么振蕩器的整個(gè)功率都應(yīng)集中在頻率f=fo處。但相位噪聲的出現(xiàn)將振蕩器的一部分功率擴(kuò)展到相鄰的頻率中去，產(chǎn)生了邊帶(sideband)。從圖2中可以看出，

2、在離中心頻率一定合理距離的偏移頻率處，邊帶功率滾降到1/fm，fm是該頻率偏離中心頻率的差值。相位噪聲通常定義為在某一給定偏移頻率處的dBc/Hz值，其中，dBc是以dB為單位的該頻率處功率與總功率的比值。一個(gè)振蕩器在某一偏移頻率處的相位噪聲定義為在該頻率處1Hz帶寬內(nèi)的信號(hào)功率與信號(hào)的總功率比值。 相位噪聲產(chǎn)生的原因信號(hào)源熱噪聲,內(nèi)部損耗電阻熱噪聲,混頻器件電流散彈噪聲及本振相位噪聲,具體是溫度過熱關(guān)系。相位噪聲的定義 定義1： 相位噪聲是指單位Hz的噪聲密度與信號(hào)總功率之比,表現(xiàn)為載波相位的隨機(jī)漂移,是評(píng)價(jià)頻率源(振蕩器)頻譜純度的重要指標(biāo) 源自: 有線數(shù)字電視傳輸特性與故障解析 中國有線

3、電視 2005年 趙雨境,王恒江 定義2： 相位噪聲是指光的正弦振蕩不穩(wěn)定,時(shí)而出現(xiàn)某處相位的隨機(jī)跳變.相位噪聲導(dǎo)致光源線寬變寬.光強(qiáng)度噪聲是指因自發(fā)輻射光強(qiáng)的隨機(jī)變化和外界溫度的變化,導(dǎo)致發(fā)射光強(qiáng)的起伏 源自: Fabry-Perot干涉式光纖溫度傳. 傳感器技術(shù) 2001年 曹滿婷 來源文章摘要：分析了溫度對(duì)相位的調(diào)制作用以及Fabry -Perot干涉結(jié)構(gòu)檢測(cè)相位變化的原理 ,提出了一種具有高靈敏度和高分辨率的相位調(diào)制型全光纖結(jié)構(gòu) ,并進(jìn)行了系統(tǒng)的噪聲分析。 定義3： 是一隨機(jī)量通常把信號(hào)的相似隨機(jī)起伏中（t）稱為相位噪聲.（t）隨時(shí)間變化的隨機(jī)過程是一平穩(wěn)的隨機(jī)過程并使隨機(jī)量的概率密度

4、分布符合正態(tài)分布 源自: 受多項(xiàng)噪聲影響的二級(jí)方差估值的置信度 四川教育學(xué)院學(xué)報(bào) 1997年 林時(shí)昌 來源文章摘要：有限次（次）采樣測(cè)量的二級(jí)方差估值（，）隨機(jī)地偏離其真值）。這種隨機(jī)不確定性不僅和有關(guān)，而且和噪聲的性質(zhì)有關(guān)。計(jì)算出單項(xiàng)噪聲所產(chǎn)生的不確定度；分析了多項(xiàng)噪聲對(duì)總不確定度的影響，并引用置信度的概念表征測(cè)量的不確定度。 定義4： (t)sin2兀廠t+小(t)相位噪聲是指頻率信號(hào)中由頻率源內(nèi)部噪聲調(diào)制(調(diào)相或調(diào)頻)產(chǎn)生的隨機(jī)相位起伏.當(dāng)被測(cè)相位噪聲比頻譜分析儀自身的相位噪聲大時(shí),可直接利用頻譜分析儀來測(cè)量相位噪聲,這是一種簡(jiǎn)單、方便的相位噪聲測(cè)量方法 源自: 頻譜分析儀在測(cè)量相位噪聲

5、過程中的數(shù)值修正 國外電子測(cè)量技術(shù) 2002年 曹蕓 來源文章摘要：本文介紹了在使用頻譜分析儀測(cè)量相位噪聲時(shí),影響其測(cè)量結(jié)果的因素并討論了如何對(duì)頻譜分析儀輸出結(jié)果進(jìn)行修正。 定義5： 則()rk的相角為()kknkqj+q+,其中()nkq是噪聲()nk對(duì)相位的干擾,稱為相位噪聲.可見,kq中包含了全部的載波相位信息,kj包含了大量甚至全部的碼字信息 源自: 相位處理載波恢復(fù)算法研究 信息與電子工程 2003年 袁清升,劉文 來源文章摘要：針對(duì)數(shù)字信號(hào)傳輸同步接收機(jī)的數(shù)字化實(shí)現(xiàn),提出一種載波同步新算法即相位處理載波恢復(fù)算法。它直接對(duì)接收信號(hào)的相角進(jìn)行處理,完成載波頻率的快速捕獲和載波相位跟蹤。

6、理論分析和計(jì)算機(jī)仿真表明,該算法簡(jiǎn)單有效,運(yùn)算量小,便于用DSP器件來實(shí)現(xiàn),適用性強(qiáng)。 定義6： 2個(gè)調(diào)相邊帶功率之和是總功率的一半,2個(gè)調(diào)幅邊帶功率之和是總功率的另一半,換句話說,總噪聲功率N0的一半功率轉(zhuǎn)換到調(diào)相邊帶,另一半轉(zhuǎn)換到調(diào)幅邊帶,轉(zhuǎn)換到調(diào)相邊帶的噪聲稱為相位噪聲 源自: 衛(wèi)星通信系統(tǒng)中相位噪聲之理論及測(cè)試 電信科學(xué) 2000年 殷琪 來源文章摘要：本文從相位噪聲的定義出發(fā) ,主要討論衛(wèi)星通信系統(tǒng)中相位噪聲的來源 ,介紹一種在現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常使用的、簡(jiǎn)便可行的測(cè)試相位噪聲的方法頻譜分析儀測(cè)試方法。 定義7： SK解調(diào)符號(hào)上就會(huì)引入相位誤差,該誤差可通稱為相位噪聲,對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生重要影響.關(guān)

7、于相位噪聲對(duì)MPSK、MDPSK的影響分析,文獻(xiàn)8運(yùn)用幾何方法推導(dǎo)了AWGN信道中MPSK的條件誤符號(hào)率 定義8： 由于電路中的各種隨機(jī)噪聲的作用，使得輸出信號(hào)的相位會(huì)疊加上一個(gè)隨機(jī)的起伏相位(t)，這就是相位噪聲的基本概念。由頻率與相位的關(guān)系可知，相位噪聲必然使得輸出頻率存在隨機(jī)的瞬時(shí)抖動(dòng)，其值為d(t)/dt。，相位噪聲越大，頻率的瞬時(shí)抖動(dòng)就越大，因此，頻率合成器短期頻率穩(wěn)定度指標(biāo)就能反映相位噪聲的大小，但是，用阿侖方程表征的短期頻率穩(wěn)定度是時(shí)域指標(biāo)，測(cè)量不便。從頻域來看，相位噪聲對(duì)輸出頻率產(chǎn)生了調(diào)頻，使得輸出譜不再是單一譜線，而是在中心譜線兩側(cè)有一個(gè)噪聲譜的邊帶。噪聲邊帶能量越大，意味著

8、相位噪聲越大，短期頻率穩(wěn)定度越低，因此，射頻輸出主譜兩側(cè)的噪聲功率譜密度分布反映了基帶上相位噪聲的大小。在頻域，相位噪聲最方便的測(cè)量是用頻譜儀，即輸出頻率的功率與距離該頻率的某處的單邊帶1Hz帶寬內(nèi)的噪聲能量(即功率譜密度)之比，其單位為dBc/HzkHz。由于相位噪聲功率譜密度是一個(gè)隨機(jī)變量的統(tǒng)計(jì)值，用頻譜儀測(cè)量相位噪聲時(shí)，一定要取平均。理論分析可以證明，在射頻上測(cè)得的單邊帶相位噪聲（功率譜密度）與基帶相位噪聲功率譜密度相差3dB 。相位噪聲相位噪聲（Phase noise）一般是指在系統(tǒng)內(nèi)各種噪聲作用下引起的輸出信號(hào)相位的隨機(jī)起伏。通常相位噪聲又分為頻率短期穩(wěn)定度和頻率長期穩(wěn)定度。所謂頻率

9、短期穩(wěn)定度, 是指由隨機(jī)噪聲引起的相位起伏或頻率起伏。至于因?yàn)闇囟?、老化等引起的頻率慢漂移，則稱之為頻率長期穩(wěn)定度。通常我們主要考慮的是頻率短期穩(wěn)定度問題，可以認(rèn)為相位噪聲就是頻率短期穩(wěn)定度。 隨著通信系統(tǒng)中的時(shí)鐘速度邁入GHz級(jí)，相位噪聲和抖動(dòng)這兩個(gè)在模擬設(shè)計(jì)中十分關(guān)鍵的因素，也開始在數(shù)字芯片和電路板的性能中占據(jù)日益重要的位置。在高速系統(tǒng)中，時(shí)鐘或振蕩器波形的時(shí)序誤差會(huì)限制一個(gè)數(shù)字I/O接口的最大速率，不僅如此，它還會(huì)增大通信鏈路的誤碼率，甚至限制A/D轉(zhuǎn)換器的動(dòng)態(tài)范圍。 相位噪聲是衡量頻率標(biāo)準(zhǔn)源(高穩(wěn)晶振、原子頻標(biāo)等)頻穩(wěn)質(zhì)量的重要指標(biāo)，隨著頻標(biāo)源性能的不斷改善，相應(yīng)噪聲量值越來越小，因而

10、對(duì)相位噪聲譜的測(cè)量要求也越來越高?，F(xiàn)代電子系統(tǒng)和設(shè)備都離不開相位噪聲測(cè)試的要求，因?yàn)楸菊裣辔辉肼曈绊懼{(diào)頻、調(diào)相系統(tǒng)的最終信噪比，惡化某些調(diào)幅檢波器的性能；限制頻移鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK）的最小誤碼率；影響頻分多址接收系統(tǒng)的最大噪聲功率等。在很多高級(jí)電子系統(tǒng)和設(shè)備中，核心技術(shù)中往往有一個(gè)低相位噪聲頻率源。可見對(duì)相位噪聲進(jìn)行表征、測(cè)試以及如何減小相位噪聲是現(xiàn)代電子系統(tǒng)中一個(gè)回避不了的問題。什么是相位噪聲和抖動(dòng)相位噪聲和抖動(dòng)是對(duì)同一種現(xiàn)象的兩種不同的定量方式。在理想情況下，一個(gè)頻率固定的完美的脈沖信號(hào)(以1 MHz為例)的持續(xù)時(shí)間應(yīng)該恰好是1微秒，每500ns有一個(gè)跳變沿。 但不幸的是，

11、這種信號(hào)并不存在。信號(hào)周期的長度總會(huì)有一定變化，從而導(dǎo)致下一個(gè)沿的到來時(shí)間不確定。這種不確定就是相位噪聲，或者說抖動(dòng)。 抖動(dòng)是一個(gè)時(shí)域概念 抖動(dòng)是對(duì)信號(hào)時(shí)域變化的測(cè)量結(jié)果，它從本質(zhì)上描述了信號(hào)周期距離其理想值偏離了多少。通常，10 MHz以下信號(hào)的周期變動(dòng)并不歸入抖動(dòng)一類，而是歸入偏移或者漂移。抖動(dòng)有兩種主要類型：確定性抖動(dòng)和隨機(jī)性抖動(dòng)。確定性抖動(dòng)是由可識(shí)別的干擾信號(hào)造成的，這種抖動(dòng)通常幅度有限，具備特定的（而非隨機(jī)的）產(chǎn)生原因，而且不能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。造成確定性抖動(dòng)的來源主要有4種： 相鄰信號(hào)走線之間的串?dāng)_：當(dāng)一根導(dǎo)線的自感增大后，會(huì)將其相鄰信號(hào)線周圍的感應(yīng)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流，而感應(yīng)電流會(huì)使電

12、壓增大或減小，從而造成抖動(dòng)。 敏感信號(hào)通路上的EMI輻射：電源、AC電源線和RF信號(hào)源都屬于EMI源。與串?dāng)_類似，當(dāng)附近存在EMI輻射時(shí)，時(shí)序信號(hào)通路上感應(yīng)到的噪聲電流會(huì)調(diào)制時(shí)序信號(hào)的電壓值。 多層基底中電源層的噪聲：這種噪聲可能改變邏輯門的閾值電壓，或者改變閾值電壓的參考地電平，從而改變開關(guān)門電路所需的電壓值。 多個(gè)門電路同時(shí)轉(zhuǎn)換為同一種邏輯狀態(tài)：這種情況可能導(dǎo)致電源層和地層上感應(yīng)到尖峰電流，從而可能使閾值電壓發(fā)生變化。隨機(jī)抖動(dòng)是指由較難預(yù)測(cè)的因素導(dǎo)致的時(shí)序變化。例如，能夠影響半導(dǎo)體晶體材料遷移率的溫度因素，就可能造成載子流的隨機(jī)變化。另外，半導(dǎo)體加工工藝的變化，例如摻雜密度不均，也可能造成

13、抖動(dòng)。 隨機(jī)抖動(dòng)最基本的一個(gè)特性就是隨機(jī)性，因此我們可以用高斯統(tǒng)計(jì)分布來描述其特性。例如，對(duì)一個(gè)只包含隨機(jī)抖動(dòng)因素的時(shí)鐘振蕩器的振蕩周期進(jìn)行100次連續(xù)測(cè)量，測(cè)量結(jié)果會(huì)呈高斯分布（或稱正態(tài)分布）。在其均值加減1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的范圍內(nèi)包含了所有周期測(cè)量數(shù)據(jù)的68.26%，在其均值+/- 2倍標(biāo)準(zhǔn)差的范圍內(nèi)包含所有測(cè)量數(shù)據(jù)的95.4 %，+/- 3倍標(biāo)準(zhǔn)差范圍內(nèi)包含99.73%的測(cè)量數(shù)據(jù)，+/- 4倍標(biāo)準(zhǔn)差范圍內(nèi)包含99.99366%的測(cè)量數(shù)據(jù)。 從這種正態(tài)分布中，我們可以得到兩種常見的抖動(dòng)定義： 峰峰值抖動(dòng)，即正態(tài)曲線上最小測(cè)量值到最大測(cè)量值之間的差距。在大多數(shù)電路中，該值會(huì)隨測(cè)量樣本數(shù)的增多而變大，

14、理論上可達(dá)無窮大。因此，這種測(cè)量意義不大。 RMS(均方根)抖動(dòng)，即正態(tài)分布一階標(biāo)準(zhǔn)偏差的值。該值隨樣本數(shù)的增加變化不大，因而這種測(cè)量較有意義。但這種測(cè)量只在純高斯分布中才有效，如果分布中存在任何確定性抖動(dòng)，那么利用整個(gè)抖動(dòng)直方圖上的一階方差來估計(jì)抖動(dòng)出現(xiàn)的可能性就是錯(cuò)誤的。 多個(gè)隨機(jī)抖動(dòng)源可以用RMS方式相加。但要得到總的抖動(dòng)，需要利用峰峰值，以便將隨機(jī)抖動(dòng)與確定性抖動(dòng)相加。相位噪聲是頻率域的概念 相位噪聲是對(duì)信號(hào)時(shí)序變化的另一種測(cè)量方式，其結(jié)果在頻率域內(nèi)顯示。如果沒有相位噪聲，那么振蕩器的整個(gè)功率都應(yīng)集中在頻率f=fo處。但相位噪聲的出現(xiàn)將振蕩器的一部分功率擴(kuò)展到相鄰的頻率中去，產(chǎn)生了邊帶

15、(sideband)。在離中心頻率一定合理距離的偏移頻率處，邊帶功率滾降到1/fm，fm是該頻率偏離中心頻率的差值。 相位噪聲通常定義為在某一給定偏移頻率處的dBc/Hz值，其中，dBc是以dB為單位的該頻率處功率與總功率的比值。一個(gè)振蕩器在某一偏移頻率處的相位噪聲定義為在該頻率處1Hz帶寬內(nèi)的信號(hào)功率與信號(hào)的總功率比值。 相位噪聲對(duì)系統(tǒng)可能造成的影響對(duì)接收機(jī)的影響電子技術(shù)的發(fā)展，使器件的噪聲系數(shù)越來越低，放大器的動(dòng)態(tài)范圍也越來越大，增益也大有提高，使得電路系統(tǒng)的靈敏度和選擇性及線性度等主要技術(shù)指標(biāo)都得到較好的解決。隨著技術(shù)不斷提高，對(duì)電路系統(tǒng)又提出了更高的要求，這就要求電路系統(tǒng)必須低相位噪聲

16、，在現(xiàn)代技術(shù)中，相位噪聲已成為限制電路系統(tǒng)的主要因素。低相噪對(duì)提高電路系統(tǒng)性能起到重要作用。 在現(xiàn)代接收機(jī)中，各種高性能，例如大動(dòng)態(tài)、高選擇性、寬頻帶捷變等都受相位噪聲限制。尤其在目前電磁環(huán)境越來越惡劣的情況下，接收機(jī)經(jīng)過混頻從強(qiáng)干擾信號(hào)中提取弱小有用信號(hào)是非常重要的。如果在弱小信號(hào)鄰近處存在強(qiáng)干擾信號(hào)，這兩種信號(hào)經(jīng)過接收機(jī)混頻器，就會(huì)產(chǎn)生所謂倒易混頻現(xiàn)象。 看出本振相噪差時(shí)，混頻后中頻信號(hào)被混頻后的干擾信號(hào)所淹沒，如果本振相噪好則信號(hào)就能顯露出來，只需有一個(gè)好的窄帶濾波器既可有效的濾出信號(hào)。如果本振相噪差，即使中頻濾波器能夠?yàn)V除強(qiáng)干擾中頻信號(hào)，強(qiáng)干擾中頻信號(hào)的噪聲邊帶仍然淹沒了有用信號(hào)，使接

17、收機(jī)無法接收到弱小信號(hào)，尤其對(duì)大動(dòng)態(tài)、高選擇性的接收機(jī)，這種現(xiàn)象很明顯。因此要求接收機(jī)具有良好的選擇性和大動(dòng)態(tài)，則接收機(jī)本振信號(hào)的相噪必須好。對(duì)通訊系統(tǒng)的影響相位噪聲好壞對(duì)通訊系統(tǒng)有很大影響，尤其現(xiàn)代通訊系統(tǒng)中狀態(tài)很多，頻道又很密集，并且不斷的變換，所以對(duì)相噪的要求也愈來愈高。如果本振信號(hào)的相噪較差，會(huì)增加通信中的誤碼率，影響載頻跟蹤精度。相噪不好不僅增加誤碼率和影響載頻跟蹤精度，還影響通信接收機(jī)信道內(nèi)、外性能測(cè)量，圖4表示了相噪對(duì)鄰近頻道選擇性的影響。由圖4看出，要求接收機(jī)選擇性越高，則相噪就必須更好，要求接收機(jī)靈敏度越高，相噪也必須更好。對(duì)多普勒雷達(dá)系統(tǒng)的影響當(dāng)目標(biāo)超低空飛行時(shí)，雷達(dá)面臨著

18、很強(qiáng)的地面雜波，要想從強(qiáng)地雜波中提取信號(hào)目標(biāo)，雷達(dá)必須有很高的改善因子。因?yàn)檫@些雜波進(jìn)入接收機(jī)，經(jīng)混頻后，很難把有用信號(hào)與強(qiáng)地物反射波分離開，尤其對(duì)低速度運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，并接近地面時(shí)，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)就變得非常困難，這時(shí)只有提高雷達(dá)改善因子。為了提高低空檢測(cè)能力，提高對(duì)低空突防目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)能力，頻率源的低相噪非常重要，雷達(dá)能從強(qiáng)雜波環(huán)境中區(qū)分出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，則要求雷達(dá)必須全相參產(chǎn)生出極低相噪的發(fā)射信號(hào)和接收機(jī)本振信號(hào)及各種相參基準(zhǔn)信號(hào)，如果改善因子要求大于50dB，頻率源的時(shí)域ms頻率穩(wěn)定度應(yīng)優(yōu)于10-10量級(jí)，相噪在S波段偏1KHz應(yīng)優(yōu)于-105dBc/Hz，100KHz優(yōu)于-125dBc/Hz。另外雷達(dá)往往工

19、作在脈沖狀態(tài)，尤其低重復(fù)周期雷達(dá)，調(diào)制后的雷達(dá)載頻頻譜為辛格譜，每一根辛格譜遠(yuǎn)端相噪將迭加給其他辛格譜，使兩根相鄰辛格譜之間的相噪大大惡化。在頻率源“遠(yuǎn)端”相噪不夠低的情況下，這種惡化是很明顯的。從這一點(diǎn)看，雷達(dá)頻率源不能只要求偏離1KHz相噪，同時(shí)對(duì)偏離10KHz、100KHz及1MHz都應(yīng)該有一適當(dāng)要求，一般應(yīng)按冪律譜下降，這樣才能保證脈沖調(diào)制后的發(fā)射頻譜合格，取得好的改善因子。降低相位噪聲的主要措施怎樣將電路板上的相位噪聲和抖動(dòng)降至最低電路板設(shè)計(jì)師可以通過兩種關(guān)鍵技術(shù)降低板上的確定性信號(hào)抖動(dòng)： 1完全以差分形式收發(fā)信號(hào)：諸如LVDS或PECL等一些以差分方式收發(fā)信號(hào)的慣例，都能極大降低確

20、定性抖動(dòng)的影響，而且這種差分通路還能消減信號(hào)通路上的所有干擾和串?dāng)_。由于這種信號(hào)收發(fā)系統(tǒng)對(duì)共模噪聲本來就有高度抑制能力，因此差分形式本來就有消除抖動(dòng)的趨向。 2仔細(xì)布線：只要可能，就要避免出現(xiàn)寄生信號(hào)，因?yàn)檫@種信號(hào)可能會(huì)通過串?dāng)_或干擾對(duì)信號(hào)通路產(chǎn)生影響。走線應(yīng)該越短越好，而且不應(yīng)與承載高速開關(guān)數(shù)字信號(hào)的走線交叉。如果采用了差分信號(hào)收發(fā)系統(tǒng)，那么兩條差分信號(hào)線就應(yīng)盡可能靠近，這樣才能更好地利用其固有的共模噪聲抑制特性。 怎樣將芯片中的相位噪聲和抖動(dòng)降至最低在芯片級(jí)上，可以使用以下設(shè)計(jì)技術(shù)將抖動(dòng)降至最低： 1差分信號(hào)收發(fā)：即使進(jìn)入芯片的是單端信號(hào)，最好也在芯片中將其轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)，原因同上節(jié)所述。

21、 2仔細(xì)布設(shè)信號(hào)通路：在對(duì)敏感時(shí)序信號(hào)通路進(jìn)行布線時(shí)必須小心，而且走線越短越好，還應(yīng)避免與任何數(shù)字信號(hào)線交叉。只要條件允許，最好將這些信號(hào)通路均在屏幕上顯示出來。例如，一條在第二層金屬平面上的信號(hào)通路可以夾在第一層和第三層金屬平面之間，而第一層和第三層金屬平面均連接到一個(gè)干凈的地上。 3恰當(dāng)選擇緩沖器大?。喝绻镁彌_器在模塊間分配信號(hào)，那么必須注意驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度的選擇。驅(qū)動(dòng)不足會(huì)造成信號(hào)上升/下降沿過緩，給噪聲以可乘之機(jī)。 4保持基底和地的干凈：基底噪聲和地噪聲是造成確定性抖動(dòng)的主要原因。在一個(gè)有多路同步數(shù)字輸出的芯片內(nèi)，地線反彈噪聲(ground bounce)可能會(huì)達(dá)到幾百毫伏，甚至1伏。為了降

22、低地線反彈噪聲，芯片上應(yīng)該有盡可能多的電源對(duì)，而且這些電源對(duì)應(yīng)盡可能靠近數(shù)字輸出。 5使用一個(gè)單獨(dú)的干凈地層：在電路設(shè)計(jì)中，最好將數(shù)字電路的電源與敏感的模擬電路(如振蕩器或PLL)的電源分開。數(shù)字電路，尤其是高驅(qū)動(dòng)輸出數(shù)字電路的電源很可能會(huì)引入噪聲，而且這種電源一旦用于時(shí)序電路，那么也會(huì)成為增大抖動(dòng)的一個(gè)主要原因。因此，對(duì)PLL這樣的電路甚至可以利用電源濾波來進(jìn)一步減小電源噪聲的影響。 怎樣將單元模塊中的相位噪聲和抖動(dòng)降至最低在設(shè)計(jì)單元模塊時(shí)可以采用以下技術(shù)來減小抖動(dòng)：1利用尾電流-時(shí)序電路中使用的電流與相位噪聲之間有一個(gè)直接的關(guān)系。例如，增大一對(duì)差分對(duì)的尾電流必定導(dǎo)致抖動(dòng)性能得到改善。于是我

23、們就必須在降低抖動(dòng)和縮減功耗之間尋求一個(gè)平衡，在適當(dāng)之處選擇性地增大最敏感電路的電流。2仔細(xì)布局-在對(duì)那些可能引起相位噪聲的單元進(jìn)行布局時(shí)必須小心，匹配元件(例如連接到一對(duì)差分對(duì)的輸入)應(yīng)方向相同，而且盡可能對(duì)稱布局。該方法會(huì)使應(yīng)匹配的元件具有同樣的處理斜率(process gradients)，因而有助于改善元件之間的匹配程度。電阻應(yīng)盡可能寬，以減小Delta W效應(yīng)。如果可能，應(yīng)在整個(gè)電路中使用同一種類，甚至尺寸和阻值都相同的電阻來幫助跟蹤工藝和溫度的所有變化。 總而言之，要想盡可能減小抖動(dòng)，就必須在所有設(shè)計(jì)層上都小心謹(jǐn)慎。高速數(shù)字設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程的每一步都應(yīng)考慮相位噪聲和抖動(dòng)的影響。 相

24、位噪聲的測(cè)試技術(shù)右圖：Agilent E5505A Phase Noise Measurement Solution, 50 kHz to 110 GHz 1、直接頻譜儀法將未調(diào)制的高頻或者微波載頻信號(hào)直接加到頻率范圍及性能適合的高頻或者微波頻譜儀上，顯示出該信號(hào)的頻譜，便可觀測(cè)出該被測(cè)信號(hào)的噪聲。目前常用的譜分析儀一般分為兩類:一類是頻譜分析儀，它允許輸入信號(hào)具有很寬的頻率范圍，且具備中等程度的分析帶寬。以HP 8568A為例,其工作頻率范圍為100Hz1.5GHz，最小分析帶寬為10Hz。另一類稱為波形分析儀，它一般工作在較低的頻段，但具有很高的頻率分辨率。以HP 3582A為例，其工作頻率范圍為0.02Hz25.599Hz，頻率分辨率為0.02Hz。直接頻譜儀法是一種最容易、最簡(jiǎn)單的相位噪聲測(cè)量技術(shù)，它可以直接顯示單邊帶相位噪聲Lp(f),精確地顯示兩邊帶上的離散信號(hào)。該方法最適宜測(cè)量漂移較小但相位噪聲相對(duì)較高的信號(hào)源。其缺點(diǎn)是不能測(cè)量頻譜純凈的源，這主要是受頻譜儀的動(dòng)態(tài)范圍和最小分辨帶寬的限制；不能分辨調(diào)幅噪聲和相位噪聲，故對(duì)調(diào)幅噪聲嚴(yán)重的源不能直接測(cè)得相位噪聲Lp(f)，也不適于測(cè)量漂移嚴(yán)重的源的Lp(f)。右圖：Aeroflex PN9000 fast Aut