Rakon晶振集團提供各種石英晶振,貼片晶振,有源晶振等石英相關器件,擁有國際先進高超的生產設備以及精湛的生產技術,所有產品廣泛用于IEEE 1588或PTP，網絡定時，小型小區，宏基站基礎設施，GNSS或GPS定位或鎖定，交換機，同步以太網（SyncE），Stratum 3E，Stratum 3，相位噪聲或抖動測試，誤碼率（BER），雷達維修或改造，以及數字脈沖壓縮子系統，USO，OCSO，OCXO，ASIC OCXO，Mercury™OCXO，Pluto +™/Pluto™TCXO，GPS TCXO和晶體振蕩器產品。下面就講解一下關于Rakon晶振有源晶振系列的相位噪聲以及抖動功能.

石英晶體振蕩器中的相位噪聲/抖動

在我們能夠涵蓋晶體振蕩器中相位噪聲/抖動的來源之前，我們需要解開一些與測量相關的措辭，所以讓我們從相位噪聲和抖動的簡單描述開始。

相位噪聲是描述振蕩器在頻域中穩定性的一種方法。它可以區分隨機(隨機)噪聲和誘導/重復(確定性)噪聲。頻域顯示給定頻率范圍內振蕩器輸出的頻譜(頻率)內容。在這個領域，我們使用頻譜分析儀來觀察振蕩器的輸出(圖1)。

抖動是描述溫補晶體振蕩器時域穩定性的一種方法。它將所有噪聲源聚集在一起，并顯示出它們對時間的影響。時域顯示振蕩器在顯示的時間段內的輸出情況。在這個領域，我們使用示波器來觀察振蕩器的輸出(圖2)。

理解相位噪聲需要理解譜密度的概念。

想象一下，不可能構建具有以下特性的帶通濾波器(圖3)。1)通帶增益=12)阻帶衰減=無限3 )通帶寬度= 1hz4)阻帶的垂直邊5)以1hz為步長可調的中心頻率

將此濾波器應用于您正在測量的信號，從頻率fstart開始，以1Hz的步長在fstop結束。在每個步驟中，使用功率計測量濾波器的輸出功率電平，并繪制在圖表上(圖4)。

你正在策劃的是: 信號功率譜密度，單位為瓦特/赫茲帶寬

將該濾波器應用于振蕩器，其中fstart剛好高于恒溫晶體振蕩器頻率Fosc (圖5)，然后我們測量單邊帶(即上邊帶)信號功率譜密度，單位為瓦特/赫茲帶寬。將單詞Signal替換為單詞Noise (因為高于Fosc且不和諧相關的任何東西都可以被認為是噪音)，并在dBW(10log(瓦特)下工作，因為動態范圍很大)，然后，丟失一些其他單詞，這意味著我們正在測量的是:-以dBW/Hz為單位的單邊帶噪聲密度

如果振蕩器是穩定的石英晶體振蕩器，那么看示波器上的輸出，我們在上升沿觸發，然后看下一個上升沿，我們會看到輕微的“抖動”波形(圖6)。假設這種抖動比一個完整周期小得多(如圖6所示)，我們可以說它是由相位波動(而不是頻率波動)引起的。將波動一詞替換為噪聲一詞，然后將其與頻譜分析儀上的視圖相關聯(圖5)

SSB噪聲密度實際上是相位噪聲

如圖7所示，這導致相位噪聲的經典定義為功率比: -

1(f)=

并以dBc (從載波向下的dB )表示

圖8是真實的13.0兆赫晶體振蕩器的相位噪聲圖。

這可以通過將真實相位噪聲圖的斜率與圖9的理想相位噪聲圖中所示的斜率匹配來分析。

對于這個特定的地塊: -

緩沖級～5kHz閃爍角

晶體的負載Q～170Hz(Q～38k )

振蕩器晶振管閃爍角～12hz隨機游走～0.1Hz(外推)

其中相位噪聲的原因可以通過以下描述

白色相熱噪聲(約翰遜噪聲)即kT緩沖放大器噪聲、電阻器噪聲和肖特噪聲。

閃爍相位粉紅色噪聲(每十年頻率等功率)，即主要緩沖放大器閃爍噪聲。

白頻載波噪聲閃爍頻率即主要是晶體RLC噪聲。

白色頻率(載波噪聲)和閃爍相位(晶體管噪聲)，特別是在振蕩器回路。

石英和電極結構內的隨機游走固有噪聲源。環境變化可能造成的外部影響，即機械沖擊、振動、溫度變化等。

這些都是石英晶體振蕩器固有的相位噪聲源，還有其他外部影響會影響振蕩器的相位噪聲性能。這些包括電源噪聲、循環接地電流、控制電壓線上的噪聲、變化的負載條件、機械振動和電磁干擾等。

就電壓而言，記住相位噪聲圖是以dB為單位的載波功率下降，因此對于每-10dBC，將電壓除以0.316 (√10)。這意味著對于噪聲本底為-150BC的3.3VCMOS輸出振蕩器，噪聲本底電壓僅為104NV(納米伏特) PK/PK。

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