介绍相位噪声测试方案

每当介绍相位噪声测试方案时，都会提到时间抖动，经常提到二者都是表征信号短期频率稳定度的参数，而且是频域和时域相对应的参数。正如题目所示，相位噪声与时间抖动有着一定的关系，那么相噪是与哪种类型的抖动相对应，彼此之间又有着怎样的数学关系，这些疑问都将在文中找到答案。

1. 相位噪声与时间抖动概述

相位噪声通常是针对CW信号而言的，是表征信号频谱纯度的非常重要的参数，衡量了信号频率的短期稳定度。相位噪声是频域的参数，在时域还有一个与之对应的参数——随机抖动，二者之间存在一定的数学关系，可以相互转换。

在前面关于相位噪声测试的文章中，给出了IEEE早期关于相噪的定义，同样的，关于时间抖动，SONET规范也给出了相应的定义：

“Jitter is defined as the short-term variations of a digital signal’s significant instants from their ideal positions in time”.

抖动定义中给出了三个要素：

(1) significant instants，通常是指信号的上升沿或者下降沿；
(2) ideal positions in time，这是指信号上升沿或下降沿在时间维度上的理想位置；
(3) short-term variations，信号实际上升沿或下降沿相对于理想位置时间偏移的短期波动。

虽然定义中只提到了数字信号，但实际上具有普遍适用性，当然对于CW信号也是适用的。

上述定义所给出的是一种综合性抖动，按照不同的原因机制，又可以分解为多种不同的抖动分量，包括：随机抖动，周期性抖动，数据相关抖动，占空比失真等。

CW信号可以理解为一种特殊的数字码流信号，理论上只有随机抖动和周期性抖动这两种分量。随机抖动是由宽带噪声引起的，周期性抖动是由串扰引起的，从产生机制上讲，都相当于对信号进行了调频或者调相。

高端的频谱仪及专业的相噪测试设备，除了能够给出相位噪声，还可以测试载波附近的spur。根据产生的机制可以判定，相位噪声是与随机抖动相对应的，spur是与周期性抖动相对应的。