Phase Noise   위상 잡음

(2021-12-30)

dBc


1. 위상 잡음 (Phase Noise)

  ㅇ 기준 주파수(발진 주파수, 반송파 주파수 등) 근방에서 계속적으로 변하게되는 위상 편차
     - 기준 주파수 근방에 나타나는 원치않는 불필요한 랜덤성 요동(불안정성)
        . 이상적인 단일 주파수에 대해 마치 랜덤하게 AM 또는 FM 변조하는 것 처럼 동작

  ※ 한편,
     - 아날로그 관점의 위상잡음에 대해 디지털 클럭 관점에서 대응되는 용어로는, ☞ 위상지터 참조


2. 위상잡음의 정의, 단위, 표시 신호 주파수로부터 일정 주파수(오프셋) 떨어진 곳에서의
     - `신호 반송파 전력`에 대한 `잡음 전력스펙트럼밀도`의 대수 比
     - (반송파로부터 offset 주파수 떨어진 곳의 1 Hz 폭 당 잡음전력) ÷ (반송파 신호 전력밀도)

  ㅇ 단위 : dBc/Hz

  ㅇ 표시 및 해석 : dBc/Hz @ offset frequency
     - 例) dBc/Hz @ offset frequency : 100 dBc/Hz at 100 Hz 
        . 반송파(carrier)로부터 100 Hz 오프셋일 때, 그 주파수 위치에서,
        . `신호 전력스펙트럼밀도` 대비 `잡음 전력스펙트럼밀도`의 대수 比(데시벨)가 100 dBc/Hz
     - 여기서, dBc의 c는 신호 반송파(carrier)를 의미


3. 위상잡음의 특징

  ㅇ 주요 발생 원인
     - 열잡음, 1/f noise(플리커 잡음) 등

  ㅇ 주요 발생 부위 
     - 주로 이상적이지 못한 실제 발진기에서 나타남
        . 송수신기국부 발진기, 주파수 합성기 등

  ㅇ 위상잡음 영향
     - 수신기에서 국부 발진기 등에 나타나는 위상잡음은 보통의 잡음에 더해지거나,
       인접 신호의 원치않는 하향 주파수변환을 초래하는 등


4. 위상잡음의 측정위상 잡음은 주파수 도메인 상에서 측정되며, 
     - 중심 주파수(캐리어,반송파)로부터의 일정한 오프셋(offset)별 잡음성분 비율  
        . 즉, 1 Hz대역폭내에 포함되는 신호 출력에 대한 잡음 성분의 비율로 나타냄

  ㅇ 주요 측정 기기 : Spectrum Analyzer 등

  ㅇ 주요 측정방법
     - Direct Phase Noise Measurement (스펙트럼분석기 사용)
     - Phase Detector Technique
     - Two Channel Cross-correlation Method 등



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