Просмотрите эффекты шума фазы на спектре сигнала

Этот пример показывает эффекты, что спектральный шум и шум фазы имеют на синусоиде на 100 кГц.

Открытая модель в качестве примера и исследует свое содержимое

Блок Sine Wave генерирует тон на 100 кГц. Блок Phase Noise добавляет шум фазы:

  • -85 дБн/Гц при смещении частоты 1e3 Гц

  • -118 дБн/Гц при смещении частоты 9.5e3 Гц

  • -125 дБн/Гц при смещении частоты 19.5e3 Гц

  • -145 дБн/Гц при смещении частоты 195e3 Гц

Чтобы анализировать спектр и шум фазы, модель включает три Спектра блоки Анализатора. Спектр блоки Анализатора использует Hann по умолчанию установка работы с окнами, модули установлены в dBW/Hz, и номер спектральных средних значений определяется к 10.

Кроме того, модель включает блоки, которые вычисляют и отображают шум фазы RMS. Подсистема, которая вычисляет шум фазы RMS, находит ошибку фазы между чистыми и шумными синусоидами, затем вычисляет шум фазы RMS в градусах. В общем случае, чтобы точно определить ошибку фазы, чистый сигнал должен быть временем, выровненным с сигналом с шумом. Однако периодичность синусоиды в этой модели делает этот шаг ненужным.

Запустите модель, чтобы сгенерировать результаты

В Редакторе Simulink нажмите Run, чтобы симулировать модель.

Когда полоса пропускания разрешения составляет 1 Гц, dBW/Hz просмотрите для спектра, который анализатор показывает тону в 0 dBW/Hz. Блок Spectrum Analyzer корректирует для эффекта распространения степени работы с окнами Hann.

Визуальное среднее значение шума фазы достигает спектра, заданного блоком Phase Noise.

Когда полоса пропускания разрешения составляет 10 Гц, dBW/Hz просмотрите для спектра, который анализатор показывает тону в-10 dBW/Hz. Та же самая тональная энергия теперь распространена через 10 Гц вместо 1 Гц, таким образом, синусоида уровень PSD уменьшает на 10 дБ. С полосой пропускания разрешения на уровне 10 Гц визуальное среднее значение шума фазы все еще достигает шума фазы, заданного блоком Phase Noise.

Блок Spectrum Analyzer все еще корректирует для эффекта распространения степени окна Hann, и это достигает лучшего спектрального усреднения с более широкой полосой пропускания разрешения. Для получения дополнительной информации смотрите Почему Windows Использования?.

Дальнейшее исследование

В блоке Phase Noise измените уровень шума Фазы (дБн/Гц) параметр, повторно выполните модель и заметьте, как форма спектра изменяется. С большим количеством шума лепестки стороны увеличиваются в амплитуде. Когда больше шума фазы добавляется, сигнал на 100 Гц становится менее отличным и измеренные увеличения шума фазы RMS.