VCO频率的稳定性和相位噪声的测量

 相位噪声是一个随机噪声，相当于在特定的偏移频率之「功率频谱密度（power spectrum density）」和「载波讯号强度」的比值。这是一个非常敏感的测量，因此，一般都会取平均值，以确保此测量动作可以重复再来（复制）。测量相位噪声可以使用频谱分析仪和量测相位噪声专用的测量系统。传统量测VCO相位噪声所产生的问题，是来自于这些装置的输出频率，当这些频率没有被锁相回路锁住，而在测量时间之内明显地漂移时，问题就会产生。VCO是一个极敏感的装置，即使是微小的温度变化，甚至震动都将造成频率的漂移。这种载波漂移（carrier drift）会产生明显的错误，只能透过广泛地取平均值做部份更正（如图三）。另一个问题是噪声量测的范围。如上所述，当使用频谱分析仪去测量相位噪声时，撇开漂移问题不谈，频谱分析仪通常都没有一个最低的量测基准，做为符合当今所需之通讯系统所必须具备的最起码标准。

图三为载波漂移会影响相位噪声的测量，其中包括了：
* 载波频率漂移:（carrier frequency drift）
* 不稳定偏移频率:（unstable offset frequency）

 
图三：载波漂移会影响相位噪声的测量
 
相位噪声与相位抖动

相位抖动(Phase jitter)会造成发射和接收时序的错误，以及不规则的取样，导致距离、数量、位的错误。相位抖动会以「残余的相位调变」讯号出现，专门测量相位噪声的设备具有独特的计算能力，可以从相位噪声的测量数据中，求得相位抖动。

VCO/PLL讯号测试系统

此系统具有自给自足之能力，可以测量所有VCO评估工作所需之参数（如图四）。特殊电压源和测量仪器结合在一起，既简单又准确地完成此测量任务。例如：此系统包含了一个低噪声的电源供应器，提供电源给待测物（DUT）和一个超低噪声的DC可调式/控制电压源（如图五和六）。此系统并整合各种切换功能和韧体，来执行底下的测试。

 
图四：VCO/PLL讯号测试系统方块图

 
图五：射频功率和DC控制电压的量测 

高速相位噪声测量与自动化频率控制

VCO/PLL讯号测试系统包含一个「载波 锁定多模块PLL电路（carrier lock multi-mode PLL circuit）」，可提供高速的相位噪声测量功能。步阶式快速傅立叶变换（FFT）技术和超低噪声DC控制电压源，能加速且容易测出VCO之相位噪声。图七表示「载波 锁定多模块PLL电路」。首先测出VCO频率，然后载波频率经由混波器转换成24MHz的中频（IF），本地讯号是由外部讯号源提供。输出讯号的相位噪声是在「载波 锁定多模块PLL电路」中，利用正交相位侦测方法被测得。相位噪声测量电路继续锁定漂移的载波频率，因此能够快速而准确地测量，并且此测量动作可以重复再来。因为此系统自动地控管一切必需的设定，包含外部讯号源的频率，因此，能够轻易地测量相位噪声。

此系统的自动化频率控制是利用内建的频率计数器和DC可调式电压源，自动地控制可调式的直流电压。因此，此系统可以直接进入想要测量的频率中，很轻易地测得在特定的载波频率上之VCO相位噪声（如图九）。