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石英晶體振蕩器的輸出與抖動的關(guān)系分析
石英晶體振蕩器除了輸出應(yīng)起振的頻率以外,還輸出頻率分量.從圖6所示的石英晶體振蕩器輸出信號頻率特性可以看到基本頻率周圍所存在的其它頻率的“裙擺”.這是因隨機(jī)信號而引起的相位調(diào)制,即因噪音源調(diào)制振蕩器而產(chǎn)生的,通常被稱為“相位噪音”.這些頻率大多高于本底噪聲,并出現(xiàn)在載波頻率附近.噪音可用以下算式表示：
這里的E（t）表示振幅的變化（振幅噪音）,φ（t）表示相位的變化（相位噪音）.φ（t）是相位噪音.
相位噪音通常定義為偏離載波的偏離頻率的噪聲功率和載波功率之比.所有相位噪音均成為抖動.
一般情況下用“單邊帶（SSB、Single side Band之略）相位噪音L（f）”表現(xiàn)相位噪音.L（f）是偏離晶振頻率f的函數(shù),單位是dBc/Hz.用相位變化而造成的單邊帶功率來定義,是偏離載波頻率fHz頻率的1Hz頻帶寬的電氣信號總功率（圖7）可用以下算式來表現(xiàn)：
L(f)(Center中心頻率Frequency fHz)Power 1Hz頻帶寬的功率/電氣信號總功率at the1Hz bandwidth/Total power of signal 算式(3)
L（f）是噪音,所以必須折算成1Hz單位才能進(jìn)行比較.若把測試相位噪音時(shí)的測定頻帶寬設(shè)定為A,則可用測試得出的相位噪音除以A來算出L（f）.例如,測試頻帶寬為1kHz,測試結(jié)果為-70dBc,可以得出-70dBc、-30dB,得到-100dBc/Hz的結(jié)論.1Hz是1kHz的1/1000,所以頻帶寬的平均輸出也為1/1000（=-30dB）.dBc/Hz是表示有源晶振,石英晶體振蕩器相位噪音的標(biāo)準(zhǔn)單位.
相位噪音除了產(chǎn)生于石英振蕩電路的以外,如果使用了PLL電路,也會因起源于各電路部分、噪音成分或環(huán)路特性的噪音而產(chǎn)生.相位噪音表示石英晶體振蕩器信號相位的晃動.因此,以時(shí)間變化來觀測就可以看到先前說明的波形抖動.
石英晶體振蕩器的相位抖動
相位噪音和抖動一起表示石英晶體振蕩器信號的穩(wěn)定性,相互有關(guān).具體來說,相位噪音表現(xiàn)在頻率領(lǐng)域中的頻率不穩(wěn)定,而抖動則表示在時(shí)間領(lǐng)域中的信號波形的晃動.與前述同樣,橫軸表示偏離頻率,豎軸表示相位噪音.該相位噪音的積分值（圖8的網(wǎng)點(diǎn)部分）就是屬于隨機(jī)抖動的相位抖動.通過計(jì)算特定偏離頻率范圍的積分,便能獲得具有特定頻率范圍成份的相位抖動值.
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