相噪测试,可以用相噪测试仪或频谱仪的相噪分析选件完成,其操作设置十分简单,基本上只需设置频率范围以及平均或互相关模式和次数即可。但是,对于相噪非常低的DUT,尤其近端相噪测试,自动默认设置的相噪测试曲线不够平滑,可能出现异常相噪测试数据。那么,如何优化仪器设置呢?
R&S的相噪测试仪FSWP或者频谱仪内置软件K40,都可以完成相噪测试的任务,测试人员需要知道关键参数的含义和设置方法
· 平滑:设置范围是1~20%,指的是平滑计算的点数占曲线总点数的百分比,默认平滑是1%。
· 分辨率带宽:RBW,相对于分段FFT的频率段的相对值,越小分辨率越高,默认值10%。
· 杂散:spur,曲线上的尖刺,须从相噪曲线数据中剥离。
仪器上通常默认显示两条曲线
· trace1是平滑smooth后的曲线,用来获取相噪数据;
· trace2没有平滑,一般用来读取杂散、剩余噪声和抖动等数据。
有时默认设置的曲线杂散很多,曲线起伏不平坦,如下图,测试曲线剧烈起伏,在100Hz偏移处-103.41dBc/Hz明显是杂散读数。
优化设置:
· 采用多次互相关或平均,DUT相噪越低,设置次数越高
· 减小分辨率带宽,RBW 1%
· 黄色曲线Trace1 smooth>3%
· 设置曲线不显示杂散:Trace1 spur removal ON,如果FSWP需要设置杂散移除门限,一般设置为6dB
· 此时trace1显示平滑,100Hz处移除杂散,相噪数据-118.51dBc/Hz,远优于上图结果-103.41dBc/Hz。
FSWP曲线下方的阴影区什么意思?
· 阴影代表互相关增益,表明互相关次数是否足够,是当前设置次数对不相关噪声的抑制情况。
· 当曲线紧贴阴影区,增加相关次数可以改善降低相噪测试结果,如果曲线与阴影有一定间隔,则无需增加相关次数。
相噪测试一般含有剩余噪声分析功能,包括剩余调频、剩余调相和抖动。
剩余噪声的计算由仪器自动完成,并给出数据,公式如下: