正弦波的信號(hào)特性
通過(guò)正弦波信號(hào)的表達(dá)等式,可以反映其信號(hào)所包含的參數(shù)為:信號(hào)幅度;頻率;初始相位。信號(hào)的頻率和初始相位可以包含在信號(hào)的相位信息中。
對(duì)于理想的正弦波信號(hào)而言,其幅度和頻率及初始相位應(yīng)該為確定參數(shù),所以正弦波信號(hào)是比較簡(jiǎn)單的信號(hào)。定義一個(gè)連續(xù)波信號(hào)只需要幅度和頻率兩方面指標(biāo)。
信號(hào)源產(chǎn)生正弦波的典型幅度參數(shù)有如下幾項(xiàng):
信號(hào)源要考慮幅度精度,以提高測(cè)試的可重復(fù)性,降低測(cè)試不確定度。
信號(hào)源的典型頻率參數(shù)有如下幾項(xiàng):
信號(hào)源的頻率精度與參考振蕩器的年老化率及校準(zhǔn)之后經(jīng)歷的時(shí)間有關(guān)。
實(shí)際正弦波的信號(hào)特征比理想信號(hào)要復(fù)雜的多,需要考慮相位噪聲,寄生調(diào)頻,雜散,如圖4所示。相位噪聲在頻域反映為噪聲邊帶,在時(shí)域上反映為隨機(jī)的相位抖動(dòng),可理解為有隨機(jī)的噪聲對(duì)理想正弦信號(hào)進(jìn)行調(diào)相。
正弦波或連續(xù)波信號(hào)質(zhì)量好壞的評(píng)估主要在頻域上進(jìn)行,頻域上的雜散包含連續(xù)和離散成份,它們都對(duì)應(yīng)時(shí)域上的失真。連續(xù)的噪聲邊帶稱(chēng)為相位噪聲,離散的雜散vo(t) 根據(jù)其與基波的頻率關(guān)系分為諧波和雜波。
相位噪聲主要由振蕩器內(nèi)部噪聲帶來(lái),而諧波雜波的形成與器件的非線性有關(guān):
=a1 vi(t) + a2 vi2(t) + a3 vi3(t) + 。..
若輸入為理想正弦信號(hào),通過(guò)非線性作用輸出為:
vo(t) =a1 sin(wt) + a2 sin2(wt) + a3 sin3(wt) + 。..
=a2/2 + a1 sin(wt) + 3a3/4 sin(wt)+ a2/2 sin(2wt) + a3/4 sin(3wt) + 。..
相位噪聲指標(biāo)主要在頻域上進(jìn)行描述,用一定頻偏(offset)下單邊帶(SSB)噪聲功率譜密度與載波功率比值來(lái)表示。工程上考察的頻偏范圍為:10Hz ~ 1MHz, 頻偏橫座標(biāo)用對(duì)數(shù)表示。
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