位相雑音スプレッドシート計算機

スプレッドシートが位相ノイズを統合する方法

ダウンロードして Excel ファイルを開き、サンプル データの最初の 2 列を確認します (ファイルは Excel 97 以降のバージョンをサポートするために保存されています)。データ例では、カスタマイズ可能な任意の 2^次フィルターを使用しています。

計算機は、積分を支援するために、dBc/Hz データの逆対数を取得することから始まります。物事を単純にするために、台形則を適用してデータ ポイント間を統合します。より正確な積分方法も可能ですが、機器の周波数ステップ サイズが十分に小さいと仮定すると、最終結果は変わりません (サンプリングされたデータが区分的線形近似であることを確認するために、10 年あたり少なくとも 20 データ ポイントを使用するようにしてください)実際の位相雑音曲線）。わかりやすくするために、ここでダウンロードしたスプレッドシートは限られたデータ セットのみを表しています。実際のデータ ファイルにはさらに多くのデータが含まれているはずです。

計算機は、台形ルール列のデータを合計することによって統合を完了します。位相ノイズ測定では単側波帯のみが考慮されるため、この数値を 2 倍してもう一方の側波帯を捕捉します。得られた数値が分散です。その平方根を計算して、位相ジッターの標準偏差をラジアン単位で求めます。分布の平均はゼロであるため、実際にはこれを rms 位相ジッターと呼ぶことが一般的です。 2*pi*fcで除算して、rms 位相ジッタ単位をラジアンから秒に変換します。ここで、fc はキャリア周波数です。 Excel ファイルの「グラフ」タブをクリックして、位相雑音グラフの例を表示します。

この計算機では、さまざまな業界標準の要求に応じてジッターのフィルタリングも可能になります。スプレッドシートの右側にある業界標準の指定パラメータ (搬送波周波数と極周波数) に注目してください。特定の規格で定義されているようにこれらの値を変更することで、さまざまな規格に対応できます。ジッタ発生測定にジッタ フィルタを必要とする規格では、ハイパスまたはパスバンド ジッタ フィルタが指定され、これらのゼロ周波数と極周波数、およびロールオフ特性が提供されます。この情報から、フィルターの伝達関数は、単純な 1 次または 2 次のラプラス関数としてモデル化できます。単純な計算を使用すると、この関数の絶対値とその複素共役の積が、このフィルターの伝達関数となります。スプレッドシートのジッター フィルター列は、この値を dB で表します。ジッター フィルターは、それぞれの列を dB 単位で追加することで、生データに簡単に適用できます。次に、計算機はフィルタリングされた位相ノイズ データを積分し、上記のように台形則を適用する前にまず逆対数を取得します。以上と同様に変換処理が終了する。

ジッターのフィルタリング

この計算機では、さまざまな業界標準で要求されているジッターのフィルタリングも可能です。以下の図に示すように、スプレッドシートの右側にある業界標準の指定パラメーター (搬送波周波数と極周波数) に注目してください。

特定の規格で定義されているようにこれらの値を変更することで、さまざまな規格に対応できます。ジッタ発生測定にジッタ フィルタを必要とする規格では、ハイパスまたはパスバンド ジッタ フィルタが指定され、これらのゼロ周波数と極周波数、およびロールオフ特性が提供されます。この情報から、フィルターの伝達関数は、単純な 1 次または 2 次のラプラス関数としてモデル化できます。単純な計算を使用すると、この関数の絶対値とその複素共役の積が、このフィルターの伝達関数となります。スプレッドシートのジッター フィルター列は、この値を dB で表します。ジッター フィルターは、それぞれの列を dB 単位で追加することで、生データに簡単に適用できます。次に、計算機はフィルタリングされた位相ノイズ データを積分し、上記のように台形則を適用する前にまず逆対数を取得します。以上と同様に変換処理が終了する。