决定频谱仪相噪测试能力的因素有哪些？

曾经有过这样的困惑，频谱仪怎么会有相噪的指标，相噪不是信号源的指标吗？后来才明白，频谱仪的相噪其实是内部LO信号的相噪，而且它决定了频谱仪近端相噪的测试能力。频谱仪自身的相噪越低，则相噪测试能力越强！

频谱仪自身的相噪是如何影响其相噪测试能力的呢？

以下图为例，假设RF信号是理想的，LO信号具有一定的边带，在下变频过程中，除了将RF信号变频至IF外，LO信号的边带也会一起搬移至IF。混频器实际上起到乘法器的作用，RF信号与LO信号相乘实现下变频的同时，也会与LO信号边带包含的频率成分相乘，从而使得边带也变频至IF附近。有的文献将此称为互易混频，互易混频使得LO信号的边带搬移至IF。

近端相噪测试通常只关注1MHz频偏范围内的相噪，考虑双边带时，对应的是fc± 1MHz范围内的边带。对于混频器而言，可以认为在2MHz这么窄带宽内的变频损耗是恒定的，这意味着对于图2所示的例子，IF信号的相噪与LO信号的相噪是相同的！这个相噪就是频谱仪自身的相噪“底噪声”，一般称为相噪测试灵敏度，决定了频谱仪的相噪测试能力。

如果待测信号的相噪低于频谱仪自身的相噪，当然是测不出信号真实的相噪水平。检定频谱仪相噪指标时，一般会选择一台相噪更好的信号源，相噪测试结果能够反映出频谱仪自身的水平。

如果要准确测试信号的相噪，则要求频谱仪自身相噪比待测信号好很多，按照经验，至少优异10dB以上，才能保证测试精度！

LO的相噪因互易混频搬移至IF输出信号

以上介绍了影响近端相噪测试能力的因素，随着频偏的不断增大，LO信号的相噪也是逐渐降低的，此时决定仪表相噪测试能力的因素可能不再是LO的相噪，而是仪表的底噪声。

如何判断频谱仪底噪声是否影响远端相噪测试呢？

有两种方法可以尝试：

(1) 降低信号功率，观测远端边带是否也跟随降低，如果没有变化，说明底噪声确实影响远端相噪测试；如果远端边带也随之降低，则说明底噪声带来的影响很小。

(2) 直接关闭信号，保证频谱仪其它设置不变，对比此时的底噪声与关闭信号之前的远端边带功率的大小。如果底噪声低于远端边带功率(建议10dB以上)，则对测试影响较小；如果底噪声与远端边带持平，则必然会影响测试结果！

如果底噪声影响了远端相噪测试，如何解决呢？

可以在一定程度上增大信号功率，因为信号功率越高，边带功率也随之提高，使其高出底噪一定水平，从而保证测试精度。但不能导致频谱仪过载，否则将扰乱测试结果，必要时，可以使用陷波器抑制载波信号。

或者选择底噪声更低的频谱仪进行测试！

以上内容由西安安泰测试分享，如在选型/测试过程中有任何问题咨询安泰测试，安泰测试国内测量仪器综合服务商。

审核编辑：汤梓红