射頻與毫米波積體電路

壓控振盪器相位雜訊(VCO phase noise)

振盪器頻率無可避免的微微顫抖。理想的本地振盪器會是單一、無限細的尖峰,落在一個頻率上——一個完全穩定的滴答聲。真實 VCO 的滴答在時間上會稍微抖動,把那個尖峰抹開成載波周圍一圈窄窄的能量裙擺。相位雜訊就是衡量這個裙擺有多胖的量,以相對載波、每 1 Hz 頻寬的功率、在某個頻率偏移處表示——例如在 1 MHz 偏移處 −110 dBc/Hz。

為何重要?在接收機裡,雜訊大的本地振盪器會把鄰近的強訊號「倒易混頻」搬到你微弱的目標訊號上面,把你震聾。在發射機裡,相位雜訊會把功率溢出到鄰頻,並破壞高階 QAM 的星座圖。Leeson 模型顯示,提高諧振腔 Q 值與訊號功率可改善相位雜訊,這正是為何 RFIC 的 VCO 設計如此看重晶片上 LC 諧振腔能達到的最佳電感 Q 值。

L(Δf) ≈ 10·log₁₀[ (2FkT/P_sig)·(1 + (f₀/(2QΔf))²) ] (Leeson)

相位雜訊(頻域)與抖動(時域)是同一枚硬幣的兩面——把相位雜訊在某頻段上積分,就得到以皮秒計的均方根抖動。

又称
phase noiseoscillator phase noise相位雜訊