正弦波的信號特性

2020/6/29 13:54:03??????點擊:

通過正弦波信號的表達等式,可以反映其信號所包含的參數(shù)為:信號幅度;頻率;初始相位。信號的頻率和初始相位可以包含在信號的相位信息中。

 

對于理想的正弦波信號而言,其幅度和頻率及初始相位應(yīng)該為確定參數(shù),所以正弦波信號是比較簡單的信號。定義一個連續(xù)波信號只需要幅度和頻率兩方面指標。


信號源產(chǎn)生正弦波的典型幅度參數(shù)有如下幾項:

信號源要考慮幅度精度,以提高測試的可重復性,降低測試不確定度。

信號源的典型頻率參數(shù)有如下幾項:

信號源的頻率精度與參考振蕩器的年老化率及校準之后經(jīng)歷的時間有關(guān)。

 

實際正弦波的信號特征比理想信號要復雜的多,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,在時域上反映為隨機的相位抖動,可理解為有隨機的噪聲對理想正弦信號進行調(diào)相。

正弦波或連續(xù)波信號質(zhì)量好壞的評估主要在頻域上進行,頻域上的雜散包含連續(xù)和離散成份,它們都對應(yīng)時域上的失真。連續(xù)的噪聲邊帶稱為相位噪聲,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,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,通過非線性作用輸出為:

 

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) + 。..

相位噪聲指標主要在頻域上進行描述,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表示。工程上考察的頻偏范圍為:10Hz ~ 1MHz, 頻偏橫座標用對數(shù)表示。