隨著無線通信、雷達(dá)等技術(shù)的發(fā)展，對信號發(fā)生器的性能要求也在不斷提高。頻譜純度作為衡量信號發(fā)生器性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一，直接影響著測量的準(zhǔn)確性和測試結(jié)果的可靠性。

【什么是頻譜純度】

頻譜純度是指信號的頻率穩(wěn)定性，具體表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)信號中不存在、或者不需要的頻率成分或噪聲。頻譜純度包括兩方面：

1. 長期穩(wěn)定性（頻率漂移）

◎通常指信號在幾分鐘、幾小時、幾天甚至更長時間的頻率變化。

2.短期穩(wěn)定性

◎指頻率在1秒內(nèi)的變化，主要由隨機(jī)信號（如熱噪聲、散粒噪聲和1/f閃爍噪聲等）引起。

◎這些短期波動會影響信號的相位和幅度，從而對測量造成顯著影響。

【頻譜純度的組成】

頻譜純度由多個關(guān)鍵因素決定，包括單邊帶相位噪聲、雜散和剩余調(diào)頻等。

1.單邊帶（SSB）相位噪聲

◎相位噪聲是短期穩(wěn)定性的主要衡量指標(biāo)。

◎以1 Hz帶寬下相對于載波的單邊帶相位噪聲（以dBc表示）來描述。

◎相位噪聲直接影響信號質(zhì)量，尤其是在高精度測試中。

2.雜散（Spurious）

◎雜散是指信號發(fā)生器中因混頻或分頻產(chǎn)生的非隨機(jī)信號，通常是載波的諧波或次諧波。

◎高幅度的雜散信號會對測試信號產(chǎn)生干擾，降低測量精度。

3.剩余調(diào)頻（ResidualFM）

◎指在所有調(diào)制功能關(guān)閉時，信號發(fā)生器本身固有的角度調(diào)制或頻率調(diào)制。

◎剩余調(diào)頻通常包括相位噪聲和雜散信號的影響。

信號發(fā)生器 SSB 相位噪聲和雜散

【頻譜純度對無線通信的影響】

隨著無線通信頻譜資源的日益緊張，信號發(fā)生器的頻譜純度在以下方面顯得尤為重要：

1.信道間隔越來越窄

◎在頻譜資源有限的情況下，無線通信需要更小的信道間隔。

◎頻譜純度較差的信號發(fā)生器可能在測試中引入額外噪聲，影響接收機(jī)性能評估。

2.選擇性測試

◎鄰道選擇性是接收機(jī)在存在干擾信號時仍能正確接收目標(biāo)信號的能力。

◎頻譜純度不佳會導(dǎo)致干擾信號進(jìn)入目標(biāo)信號的通道，從而誤導(dǎo)測量結(jié)果。

信道間距越小，對頻譜純度的要求就越高

【頻譜純度在本振替代應(yīng)用中的影響】

信號發(fā)生器經(jīng)常被用作系統(tǒng)、部件（如混頻器）的本地振蕩器（LO）。此時，其頻譜純度對整個測試系統(tǒng)的性能至關(guān)重要。

1.相位噪聲的影響

◎本振的相位噪聲會直接轉(zhuǎn)換為混頻產(chǎn)物。

◎如果目標(biāo)信號較弱，相位噪聲可能完全掩蓋該信號，導(dǎo)致目標(biāo)信號無法恢復(fù)。

2.雜散信號的影響

◎本振中的雜散信號會導(dǎo)致不必要的相位變化，甚至產(chǎn)生互調(diào)產(chǎn)物。

◎在高選擇性和寬動態(tài)范圍的接收機(jī)中，這種影響尤為明顯。

3.剩余調(diào)頻的影響

◎在信號間隔較小的情況下，剩余調(diào)頻會直接加到混頻器輸出上，進(jìn)一步影響信號質(zhì)量。

【頻譜純度在雷達(dá)系統(tǒng)中的影響】

雷達(dá)系統(tǒng)對信號發(fā)生器的頻譜純度要求極高，其影響著：

1.目標(biāo)分辨率

◎高頻譜純度有助于提高雷達(dá)目標(biāo)的分辨率。

◎在探測低速運(yùn)動目標(biāo)（如地面車輛）時，信號中的相位噪聲可能掩蓋小的多普勒頻移信號，導(dǎo)致目標(biāo)檢測失敗。

2.噪聲疊加問題

◎本振的相位噪聲會疊加到雷達(dá)回波信號上，影響對低信噪比目標(biāo)的檢測。

相位噪聲對雷達(dá)的影響

【如何選擇信號發(fā)生器】

信號發(fā)生器的頻譜純度對于在各種應(yīng)用中進(jìn)行精確測量至關(guān)重要。選擇具有高頻譜純度的信號發(fā)生器可確保測量結(jié)果準(zhǔn)確反映被測設(shè)備的性能，而非信號發(fā)生器本身的影響。

在選擇信號發(fā)生器時，需要關(guān)注以下幾點：

1.SSB相位噪聲性能

◎?qū)τ谛枰呔葴y量的場景，應(yīng)選擇SSB相位噪聲較低的設(shè)備。

2.雜散抑制

◎雜散抑制能力越強(qiáng)，信號發(fā)生器對測試環(huán)境的影響越小。

3.長期和短期穩(wěn)定性

◎根據(jù)應(yīng)用場景，選擇長期和短期穩(wěn)定性均能滿足要求的設(shè)備。

頻譜純度是信號發(fā)生器的核心性能指標(biāo)之一，直接影響無線通信、雷達(dá)和本振應(yīng)用中的測試準(zhǔn)確性。選擇一款高頻譜純度的信號發(fā)生器，不僅可以提升測試效率，還能確保測量結(jié)果的可靠性。

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