罗德与施瓦茨SMA100B作为一款高端模拟射频与微波信号发生器,其关于“噪声信号”的讨论可以从两个维度来理解:一是仪器自身输出的超低噪声特性(这是其核心性能优势),二是其内部有意生成并输出的噪声信号功能(作为测试激励)。以下将从类型与调节两方面进行阐述。

一、SMA100B噪声信号的类型
1. 作为性能指标的“本征噪声”
SMA100B以其极低的相位噪声和宽带噪声而著称,这使其输出的信号极为“纯净”。
单边带(SSB)相位噪声:这是衡量信号频谱纯度的关键指标。SMA100B在1 GHz载波、20 kHz偏移处,SSB相位噪声典型值可达-152 dBc/Hz;在10 GHz、10 kHz偏移处典型值为-132 dBc/Hz。配合低相位噪声选件(如R&S®SMAB-B711),其近端相位噪声性能可进一步提升。
宽带噪声:指远离载波频率处的噪声基底。在10 GHz、30 MHz偏移处,其宽带噪声测量值低至-162 dBc/Hz。这一超低宽带噪声特性使其非常适合用于高性能模数转换器(ADC)的时钟源测试。
2. 作为“测试激励”的噪声发生器
除了作为纯净信号源,SMA100B内部还集成了一个噪声发生器(Noise Generator) ,可主动输出噪声信号用于测试。该噪声发生器提供的是白噪声(White Noise) ,并支持对其带宽(Bandwidth) 和分布(Distribution) 进行选择。
二、噪声信号的调节与设置
SMA100B对噪声相关参数的调节主要通过其触摸屏图形用户界面完成。
1. 本征噪声性能的优化调节
虽然SMA100B的本征噪声由硬件决定,但用户可通过合理设置测量与输出参数来充分利用其低噪声优势:
优化测量带宽与频率偏移:在进行相位噪声测量时,建议优先选择窄带测量模式(如1 Hz测量带宽),并将载波偏移调整至仪器指标标称值(如20 kHz),以充分发挥其相位噪声优势,避免过宽的分析带宽混入环境噪声。
合理设置输出功率:SMA100B的输出电平可调范围很宽(-140 dBm至+33 dBm)。开启自动电平控制(ALC)有助于抑制功率漂移,确保输出信号稳定。在需要大功率输出时,需提前确认后端负载匹配。
2. 噪声发生器信号的输出与调节
若要主动输出噪声信号作为测试激励,需通过以下路径进行配置:
噪声发生器配置:依次选择 "Modulation" > "Modulation Sources > Noise Generator" 菜单。在此界面中,可对内部噪声发生器产生的信号进行详细配置。其带宽可在100 kHz至10 MHz范围内、以100 kHz为步进进行设置。
噪声信号路由与电平设置:
低频输出(LF Output) :若需从低频输出接口获取噪声信号,可依次选择 "Modulation" > "LF Output",然后在“Source”中选择“Noise Generator”作为信号源。同时可设置输出电压(峰值)及直流偏置。
射频输出调制:噪声信号也可作为调幅(AM)、调频(FM)或调相(PhiM)的调制源,对射频载波进行调制。
噪声电平(Noise Level)调节:若要设置噪声信号的相对电平,可依次选择 "Modulation" > "Output > Noise Level"。该参数表示噪声信号在1 Hz带宽内的电平值(相对值)。此外,还可通过远程命令 [:SOURce<hw>]:NOISe:LEVel:RELative? 进行查询与设置。
综上,SMA100B围绕“噪声”提供了两种核心能力:一是作为基准信号源时极低的本征噪声性能,可通过优化测量带宽和功率设置来充分发挥;二是作为测试激励源时灵活可调的噪声发生器,支持白噪声输出,并可在带宽、分布、电平和路由路径等多个维度进行精细化配置。
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