pnoise和DFT得出的phase noise结果不同

wuhanhan8

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！

zizou9988

你是跑transient noise吗得到的oscillator波形吗？

wuhanhan8

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

是的

BeiYangMan

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。

wuhanhan8

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。

BeiYangMan

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。

wandola

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？

BeiYangMan

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。

wuhanhan8

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。

BeiYangMan

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。