AN-001: Understanding Phase Noise

Application Note AN-001 · By KCCS Engineering Team · Updated 2026 · 9 min read

The Phase Noise Metric

Фазовый шум — наиболее часто цитируемая и наиболее часто неправильно интерпретируемая характеристика генератора. Он измеряет, сколько энергии генератор излучает в боковые полосы вокруг несущей, в дБц/Гц на определённом расстроении. Число « -160 дБц/Гц на 1 кГц » означает, что в полосе 1 Гц на отстройке 1 кГц от несущей мощность шума на 160 дБ ниже мощности несущей.

Чем ниже, тем лучше. Каждое улучшение на 10 дБ уменьшает шум боковых полос в 10 раз. Переход с -140 на -170 дБц/Гц — это снижение в 1000 раз.

Why Offset Frequency Matters More Than the Headline Number

Даташит, где указано « -170 дБц/Гц » без отстройки, бессмыслен. Один и тот же генератор может показывать -110 на 1 Гц, -150 на 100 Гц и -170 на 1 кГц. Форма кривой говорит гораздо больше, чем любая отдельная точка.

Ближние отстройки (1 Гц – 10 Гц) важны для РЛС и РЭБ, где малые цели соседствуют с мощными пассивными помехами. Дальние отстройки (10 кГц – 1 МГц) важны для широкополосных цифровых приёмников и джиттера SerDes.

Phase Noise vs Integrated Jitter

Фазовый шум — характеристика в частотной области. Джиттер — то же самое во временной области. Для пересчёта интегрируйте мощность фазового шума по диапазону отстроек, важному для вашей системы.

Jitter (RMS) = sqrt(2 × 10^(L(f)/10) × df) / (2π f₀)

где L(f) — фазовый шум в дБц/Гц, f₀ — частота несущей. На практике даташиты с обеими характеристиками избавляют от расчётов. Высококлассный OCXO на 10 МГц даёт обычно менее 0,2 пс RMS джиттера на диапазоне 12 кГц – 20 МГц.

Why Two "170 dBc/Hz" Oscillators Are Not the Same

Полоса измерения, тип детектора и частота несущей влияют на результат. Два генератора с заявленными -170 дБц/Гц на 1 кГц могут по-разному вести себя в вашей системе, если один измерен на 10 МГц, а другой на 100 МГц, или если один использует узкополосный фазовый детектор, а другой — спектроанализатор. Всегда запрашивайте полную кривую фазового шума, а не только рекламное число.