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[求助] pnoise和DFT得出的phase noise结果不同

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发表于 2022-1-14 20:39:48 | 显示全部楼层 |阅读模式

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我用PSS+PNOSIE仿真OSC,得到的phasenoise曲线,显示-100dbc@1M;但是我跑瞬态,对输出波形做DFT,查看距离中心频率1M远处的谱线,发现只比中心谱线低二三十db,请问跑瞬态看dft结果,是不能反映phase noise的吗?谢谢!
发表于 2022-1-15 05:01:14 | 显示全部楼层
你是跑transient noise吗得到的oscillator波形吗?
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 楼主| 发表于 2022-1-17 08:52:10 | 显示全部楼层


zizou9988 发表于 2022-1-15 05:01
你是跑transient noise吗得到的oscillator波形吗?


是的
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发表于 2022-1-19 14:27:08 | 显示全部楼层
简单的说
得先知道Pss pnoise 跑出来的是什么?
跑出来的曲线是dBc/Hz,这个东西是什么呢?
去掉dB来看,这是 功率谱密度/载波功率 , 单位是 /Hz,dBc/Hz是 对 “功率谱密度/载波功率” 取dB10的结果。

在所有dB系列里,这个是dBc/Hz是比较特殊的一个,其实也可以认为是 (功率谱密度*1Hz)/载波功率,这样会更好一些,因为比值没有单位了。


fft算出来的是什么, 幅度,或者功率,抛开点数信息,你永远得不到功率谱密度。
因此,对于不加窗的fft,某频点功率,就是频点幅度的平方(如果是单边fft,平方后再除以2,也就是说Asin(x)的功率是0.5A^2),那么这个点的功率谱密度呢?
功率/(频率间隔),频率间隔是什么,你截取1u长度的信号,取1024个点,那么频率间隔就是1/1u/1024 ~ 1k。这意味着,你计算出来的功率要再除以1000(也就是-30dB)才可以。
这样你才能得到那个点的功率谱密度,进而得到你要的东西。

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 楼主| 发表于 2022-1-19 14:59:19 | 显示全部楼层


BeiYangMan 发表于 2022-1-19 14:27
简单的说
得先知道Pss pnoise 跑出来的是什么?
跑出来的曲线是dBc/Hz,这个东西是什么呢?


豁然开朗!可以理解为,FFT为了保持能量守恒,他的谱线高度为:psd的1Hz谱线高度乘上谱线之间的频间距,所以如果要得到fft和psd结果相同,观测时间应为1s,这样频率间距就是1Hz。
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发表于 2022-1-19 16:16:56 | 显示全部楼层
本帖最后由 BeiYangMan 于 2022-1-19 20:00 编辑


wuhanhan8 发表于 2022-1-19 14:59
豁然开朗!可以理解为,FFT为了保持能量守恒,他的谱线高度为:psd的1Hz谱线高度乘上谱线之间的频间距, ...

是的,取长度取1s,频率间隔就是1Hz
你时域采样间隔,决定频谱的最高频率。


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发表于 2022-1-19 17:41:25 | 显示全部楼层


BeiYangMan 发表于 2022-1-19 16:16
你截取1u长度的信号,取1024个点,那么
频率范围是 1/1u=1M,实际是+-0.5M之间,对于实信号(也就是非信 ...


那么一般我们怎么通过Trans noise仿真来得到相位噪声的曲线?



pn

pn
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发表于 2022-1-19 19:43:19 | 显示全部楼层


wandola 发表于 2022-1-19 17:41
那么一般我们怎么通过Trans noise仿真来得到相位噪声的曲线?


如果是matlab模型,按 excess phase定义来啊,vco输出sinewave,用同频的方波在过零点附近采sinewave,采下来求asin,做fft,求psd,这样球下来可能有个dc分量,不过那个不用管。
电路里 正常采点,比如每个周期采8个点或16个点,1024个周期,做N点fft,再求clk输出的功率谱密度。这时做完fft后,平方,再除以频率间隔再除以clk基频功率。

按照excess phase定义求出来的two sided psd 叫Sphi(f),这是excess phase的功率谱密度,单位是rad^2/Hz。

求clk fft的,求出来的叫 相噪谱L(f),

在小角度近似的条件下,Sphi(f) 约等于 L(f)。
工程设计中,没有人真正算过或者分析过L(f),都是用Sphi(f)来代替,因为Sphi(f)好分析,而L(f)需要贝塞尔函数,比较复杂。




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 楼主| 发表于 2022-1-19 19:49:05 | 显示全部楼层


BeiYangMan 发表于 2022-1-19 16:16
你截取1u长度的信号,取1024个点,那么
频率范围是 1/1u=1M,实际是+-0.5M之间,对于实信号(也就是非信 ...


我的意思是,好像做DFT的点数不会影响最终谱线的频率间隔,只会影响谱线衍生到的最高频率;
如果要看到更密的谱线频率间隔,比如1Hz,加点数好像没有用,要取更长时间的时域波形才可以。
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发表于 2022-1-19 20:00:44 | 显示全部楼层


wuhanhan8 发表于 2022-1-19 19:49
我的意思是,好像做DFT的点数不会影响最终谱线的频率间隔,只会影响谱线衍生到的最高频率;
如果要看到更 ...


你说的没错。不是好像,就是如此,我脑子一时短路了。
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