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混頻器的理論輸出相位噪聲是怎么計算的?

加油射頻工程師 ? 來源:加油射頻工程師 ? 2023-09-20 14:33 ? 次閱讀

昨天的文章發出后,大家在底下留言。

也有同學私信給我。

今天,就借著大家的留言和私信,再討論一些內容。

(一)混頻器的理論輸出相位噪聲是怎么計算的?

有同學私信問,這個混頻器的理論輸出相位噪聲是怎么計算的。

其實在書Dean Banerjee《PLL Performance,Simulation,and Design》的page 224中有類似的論述(如果有想要此書的電子版的話,加我微信,并注明PLL)。

核心思想,是把射頻輸入信號和相噪表示為兩個信號,本振輸入信號和本振相噪表示為兩個信號,然后假設經過混頻器時,是射頻和本振的相乘。具體如下:

bcc2e18e-5769-11ee-939d-92fbcf53809c.png

(二)有號友留言說:“RF和LO同源的話,會產生跟相位相關的抵消或增強效應。在做超外差接收機時遇到過,LO1和LO2同源,且相噪都很差,RF相噪較好。RF跟LO1混頻后相噪和LO1差不多,再跟LO2混頻后,相噪變好,甚至比LO1和LO2還要好10dB。”

在Marki的應用文檔中,也描述了類似的現象。具體文獻網址,見文末。

在文檔中,有這樣一段話:“We can demonstrate this by performing an experiment. We take a 10 MHz low phase noise reference oscillator and measure the phase noise. Then we convert the signal to 5.01 GHz with a noisy 5 GHz LO and measure the phase noise of this output. As you can see the phase noise jumps from -154 dBc/Hz to -117 dBc/Hz at a 10 kHz offset.Finally we downconvert the signal with the same LO (with a trick I’ll explain below) and see that the phase noise has dropped back to -154 dBc/Hz, as though it had never been converted at all.”

即,先用一個10MHz的低相噪的輸入信號,與5GHz的LO混頻,輸出信號的相噪從-154dBc/Hz變到-117dBc/Hz,但是接著,再與同樣的本振相混的時候,相噪又變回-154dBc/Hz。

bcd05864-5769-11ee-939d-92fbcf53809c.png

但是,如果用的本振不相關的話,就沒有這個效果了。

bce94c70-5769-11ee-939d-92fbcf53809c.png

(三)和信號噪聲是否相關有關系

有號友留言說,和信號噪聲是否相關有關系。不相關時輸出等于兩個信號噪聲疊加,即輸出取決于差的。相關時,則滿足20logN關系,類似倍頻。

對于不相關時的結果,和(一)中的推導類似;相關時的結果,還不太明白機理。

審核編輯:湯梓紅

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原文標題:一扣指標,射頻難度就直線上升(2)

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