Измерение фазового шума

[alex_m]

Подскажите есть ли какой-то софт для измерения фазового шума генератора по оцифрованной выборке данных?

И можно ли оценить примерный уровень фазового шума по спектру?

Вот например:


Правильно ли я понимаю, что судя по этому спектру, фазовый шум находится на уровне где-то около -70 dBc для смещения 1 кГц?

[RU3AEP]

Правильно ли я понимаю, что судя по этому спектру, фазовый шум находится на уровне где-то около -70 dBc для смещения 1 кГц?

Думаю, специалисты ответят более точно, но на мой взгляд:
1) Фазовый шум корректно измерять не в просто децибеллах, а в dB/Hz. Соответственно, либо ваш спектроанализатор должен иметь разрешение 1 Гц, либо необходимо делать соответствующий пересчет.
2) Для того, чтобы измерять фазовый шум тестируемого генератора как минимум необходимо, чтобы он был больше ФШ опорника измерительной системы (иначе мы будем мерять последний). В случае измерения относительно низкочастотых генераторов это условие очень часто не соблюдается.
3) ФШ генераторов проще и точнее измерять с помощью звуковой карты и дополнительного высококачественного гетеродина, обеспечивающего перенос спектра в НЧ-область. А прямую оцифровку ВЧ-сигнала оставить для других задач.

[Леонид3]

alex_m, а тему "Что может звуковая карта" не смотрели? Там есть все ответы на ваш вопрос

[alex_m]

а тему "Что может звуковая карта" не смотрели? Там есть все ответы на ваш вопрос

тема про звуковую карту очень уж большая и там все в кучу свалено.
Меня же интересует именно фазовый шум и его измерение.
Не только звуковой картой, но и все другие возможные методики.

1) Фазовый шум корректно измерять не в просто децибеллах, а в dB/Hz. Соответственно, либо ваш спектроанализатор должен иметь разрешение 1 Гц, либо необходимо делать соответствующий пересчет.

для смещения 1 Гц это понятно.
Но ведь в данном случае я оцениваю фазовый шум на смещении 1 кГц.
Или в этом случае разрешение тоже должно быть 1 Гц?

Максимум что удалось вытянуть по разрешению с прямой оцифровкой - 4 Гц:

2) Для того, чтобы измерять фазовый шум тестируемого генератора как минимум необходимо, чтобы он был больше ФШ опорника измерительной системы (иначе мы будем мерять последний). В случае измерения относительно низкочастотых генераторов это условие очень часто не соблюдается.

этот момент не совсем понятен, ведь если частота измерительного опорника в N раз выше измеряемого генератора, то и влияние шумов измерительного опорника по идее должно быть в N раз меньше. Разве не так?

[vadim_d]

для смещения 1 Гц это понятно

Не для смещения, а для полосы анализа. Спур (и саму несущую) можно считать имеющими нулевую ширину, и если они попадают в полосу анализа, то анализатор измерит их мощность. А шум равномерно размазан по частоте, и чем больше полоса анализа у измерителя (RBW - resolution bandwidth), тем выше он нарисует уровень шумовой дорожки. Без указания RBW анализатора по Вашей картинке можно оценивать только уровни спуров по отношению к несущей, о шуме ничего сказать нельзя.

есть ли какой-то софт для измерения фазового шума генератора по оцифрованной выборке данных?

В теме измерений с ЗК я выкладывал Маткадный файл для анализа боковых шумов, если им пользуетесь, то можно найти и попробовать

Или в этом случае разрешение тоже должно быть 1 Гц?

Оно может быть любым, но его надо знать, анализатор обычно RBW где-нибудь, да показывает

[Леонид3]

alex_m, уточнить: дб (В, мВ, мкВ) / КОРЕНЬ(Гц)
Для сравнения разных устройств принято приводить шум к полосе 1 Гц независимо от имеющейся у вас длины выборки. Если выборки хватает на упомянутые 4 Гц, то шум приведённый к одному герцу будет в КОРЕНЬ(4) меньше, в децибелах соответственно меньше на ~6 дб.
Шум, развёртку которого вы привели является СУММОЙ фазового и амплитудного шумов. Чтобы их разделить, надо скоррелировать его по модулю синуса и косинуса измеряемой частоты.

[alex_m]

Шум, развёртку которого вы привели является СУММОЙ фазового и амплитудного шумов. Чтобы их разделить, надо скоррелировать его по модулю синуса и косинуса измеряемой частоты.

я могу экспортировать в эксель табличку результатами FFT (частота, реальная часть, мнимая часть).
Можно ли из этих данных посчитать фазовый шум?

Добавлено через 32 минут(ы):

В теме измерений с ЗК я выкладывал Маткадный файл для анализа боковых шумов, если им пользуетесь, то можно найти и попробовать

А у вас ссылки не сохранилось, а то тема про звуковую карту очень большая, боюсь не найду...

Оно может быть любым, но его надо знать, анализатор обычно RBW где-нибудь, да показывает

RBW = 35.7 Гц

[Леонид3]

Можно ли из этих данных посчитать фазовый шум?

Да, и лучше к этим данным присовокупить исходные, чтобы не восстанавливать их по частотной развёртке с потерей мелких деталей

[iHam]

Не для смещения, а для полосы анализа. Спур (и саму несущую) можно считать имеющими нулевую ширину, и если они попадают в полосу анализа, то анализатор измерит их мощность. А шум равномерно размазан по частоте, и чем больше полоса анализа у измерителя (RBW - resolution bandwidth), тем выше он нарисует уровень шумовой дорожки. Без указания RBW анализатора по Вашей картинке можно оценивать только уровни спуров по отношению к несущей, о шуме ничего сказать нельзя.

Шум можно измерять и в более широкой полосе. 1Гц кто это придумал? Важно, чтобы уровень шумов измерительного приемника был меньше ожидаемого. Более того ограничение в 1 Гц может нарушить реальный спектр измерения, в частности из за инерционности измерителя. Скажем оценить реальное отношение с-ш для радиолокатора будет проблематично.

[alex_m]

Да, и лучше к этим данным присовокупить исходные, чтобы не восстанавливать их по частотной развёртке с потерей мелких деталей

в исходных там вообщето 14 мегабайт, эксель такое не выдержит.
Так а как посчитать из этих данных фазовый шум?