一、什么是相位噪聲？
相位噪聲(Phase Noise)是指系統(如射頻器件)在各種噪聲的作用下引起的系統輸出信號相位的隨機變化。它是衡量頻率標準源(高穩晶振、原子頻標等)的短期穩定度的重要指標，隨著頻率源性能的不斷改善，相應噪聲越來越小，因而對相位噪聲的測量要求也越來越高。
相位噪聲通常定義為在某一給定偏移頻率處的dBc/Hz值，其中，dBc是以dB為單位的該頻率處功率與總功率的比值。如圖1所示，一個振蕩器在某一偏移頻率處的相位噪聲定義為在該頻率處1Hz帶寬內的信號功率與信號的總功率比值，約等于中心頻率f0處曲線的高度與fm處曲線的高度之差。
通常情況下，一個單頻率正弦信號是頻域的沖擊函數，但在使用頻譜分析儀或接收機測量中測量中，在頻譜的周圍會有很多毛刺，噪底被抬升，越接近信號的中心頻率，噪聲越高，相位噪聲就表現為近邊帶的噪聲干擾。而影響發射機信號相位噪聲的因素包括內部晶振、時鐘穩定度，變頻本振源，以及鎖相環的性能等。在接收端，接收機的本振相位噪聲性能是影響被測信號相噪的主要因素，而相位噪聲決定了接收機分辨近端不等幅信號的能力。
圖1 振蕩器相位噪聲示意圖
二、什么是抖動？
抖動(Jitter)又稱時間抖動，是實際測量到的信號在時域上與理想信號的偏差。
在理想信號波形中，信號周期是固定的，不隨時間的變化。但在實際中，由于時鐘穩定度、相鄰信號通道間的串擾，信號通路上的EMI輻射，電源層的噪聲，多個門電路同時轉換為一種邏輯變化等，這些因素都會造成信號周期的抖動。除此之外，還包含由較難預測的因素導致的時序變化，稱之為隨機抖動。如溫度，半導體加工的工藝等。
如圖2所示，以1 MHz的脈沖信號為例，在理想情況下，它的持續時間應該是1us，每500ns會有一個跳變沿，在實際測量中，由于各種因素的存在，信號周期會發生變化，最終造成抖動。
圖2 信號的時間抖動示意圖
三、相位噪聲和時間抖動的轉換
如前所述，抖動和相位噪聲所描述的是同一現象在時域和頻域的不同表征形式，因此，如果能從相位噪聲的測量結果中導出抖動的值將是有意義的。
如表1所示，安立Rubidium MG362x1A信號發生器在中心頻率100MHz，在不同頻偏下的相位噪聲情況。
表1 安立MG362x1A信號發生器的相位噪聲
如圖3，相位噪聲曲線由多條線段擬合而成，各線段的端點由數據點定義。為了獲取RMS抖動，首先需要對曲線區域內的各段曲線進行積分得到積分相位噪聲功率，即各段相位噪聲曲線的面積。然后將積分相位噪聲功率轉化為RMS相位抖動弧度，最終再將相位弧度轉化為RMS時間抖動。
圖3 相位噪聲擬合曲線示意圖
其中：
下面就以表1和圖3中數據為例，示例如何將相位噪聲轉換為時間抖動，具體計算結果如下：
圖4 MG362x1A信號發生器在中心頻率100MHz處的相位噪聲與抖動示意圖
所以，總的時間抖動即各個時間抖動的方和根，計算得出：
TOTAL RMS JITTER=46.78fs
即MG362x1A信號發生器在中心頻率100MHz下的時間抖動是46.78fs。
