相位噪声系数(射频相位噪声介绍)
相位噪声系数(射频相位噪声介绍)然后假设信号遭受相位噪声。如果在时域中绘制噪声信号,则会在第二行中显示一个图。您需要注意的一件事是频率响应。如果信号具有相位噪声,您将在信号峰值的底部看到展平裙边缘,如下图所示。相位噪声将出现在星座图中,如右侧所示。您会看到星座发生了旋转。 下图中的第一行显示了一种没有任何噪声(甚至没有相位噪声)的理想信号。看一下时域和频域波形,我只是假设信号是经过QAM调制的(如果实际上是QAM调制的,则时域和频域应该有所不同,但是我们假设一切都正确)。相位的时域和频域图相位噪声是一种信号的意外(有害)相移的噪声。在上面的描述中,我仅比较了两个信号,但实际上,噪声信号的相位在特定范围内保持变化。这就是为什么我们称其为噪音。 (如果相位偏移到某个值并一直保持与上述示例相同,我们就不会将其称为噪声。这只是一个可以轻松校正的相位偏移。我只使用了两种情况下的相位只是为了便于说明)。 为什么相位噪声会成为问题?让
您可以偶然地意识到相位噪声是“是关于相位的噪声”。 那么什么是相位。 同样,相位的数学定义仅来自高中数学,如下所示。
当我们改变信号的相位时,信号将如何改变。 以下图片将为您提供答案。 红色图和蓝色图具有相同的频率和幅度,唯一的区别是相位。 在图(c)中,您会清楚地看到差异。 如果在时域中观察信号,则相位差会导致信号延迟或超前。
相位的时域变化图
现在考虑一下信号在频域中如何随相位变化。 请看以下三个图。 红色曲线(a)和蓝色曲线(蓝色)具有相同的频率和幅度,唯一的区别是相位。 我已经提到了时域差异(左列),现在让我们看一下频域差异(中列)。 如果仅关注峰值,则蓝色信号和红色信号之间不会有任何明显的区别。 但是,如果仔细观察峰值点附近的区域,您会发现蓝色信号和红色信号之间的区别非常明显。
相位的时域和频域图
相位噪声是一种信号的意外(有害)相移的噪声。在上面的描述中,我仅比较了两个信号,但实际上,噪声信号的相位在特定范围内保持变化。这就是为什么我们称其为噪音。 (如果相位偏移到某个值并一直保持与上述示例相同,我们就不会将其称为噪声。这只是一个可以轻松校正的相位偏移。我只使用了两种情况下的相位只是为了便于说明)。
为什么相位噪声是一个问题?为什么相位噪声会成为问题?让我们看一下由相位噪声引起的几个问题,您将对为什么要避免相位噪声有所了解。
下图中的第一行显示了一种没有任何噪声(甚至没有相位噪声)的理想信号。看一下时域和频域波形,我只是假设信号是经过QAM调制的(如果实际上是QAM调制的,则时域和频域应该有所不同,但是我们假设一切都正确)。
然后假设信号遭受相位噪声。如果在时域中绘制噪声信号,则会在第二行中显示一个图。您需要注意的一件事是频率响应。如果信号具有相位噪声,您将在信号峰值的底部看到展平裙边缘,如下图所示。相位噪声将出现在星座图中,如右侧所示。您会看到星座发生了旋转。
相噪对信号质量的影响
让我们看看由相位噪声引起的另一种有问题的情况。假设接收链路中的本地振荡器具有理想的频率响应,如(a)所示,并且处于相位噪声之下,如(d)所示。现在,此接收方链路正在接收信号(有用信号)和干扰源(有害信号),如(b),(d)所示。信号和干扰源经过一个下变频器,问题就从这里开始。当本地oscialltor(振荡器)信号没有任何相位噪声时,您可以去除下变频器之后的大部分干扰源(例如通过使用滤波器),因为它们相互分离,如图(c)所示。但是,当您的本地振荡器具有相位噪声,并且(信号 干扰源)被受噪声影响的本地振荡器下变频时,结果将变为(f)所示。由于信号和干扰源的频率响应都被本地振荡器的相位噪声扩展,并且干扰源的频率响应与信号频率响应重叠。在这种情况下,几乎不可能在模拟阶段(例如,RF或IF阶段)完全去除干扰源。这就是为什么本地振荡器的相位噪声特性如此重要的原因。
相噪对信号质量影响的原理图说明
在另一种情况下,相位噪声可能会成为问题。 让我们假设以下情况。 在这种情况下,接收机会收到一个功率很弱的非常干净的信号,同时接收器也会同时收到一个带有干扰源的强信号,在这种情况下,即使信号(有用信号)也很干净,但也可能被埋在附近信号的相位噪声下,因此无法正确解码。
干扰信号通过相噪影响有用信号