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相位雜訊量測技術
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影響時頻信號的好壞除了信號源本身的品質因素外，傳輸過程中所經過的各類電子元件也會不可避免的引入某些相位雜訊的干擾。依雜訊產生方式的不同可將上述元件區分為主動式和被動式兩種。主動式元件本身即是信號源，如石英振盪器、銣鐘、銫鐘等；被動式元件如放大器、除頻器、倍頻器、纜線等本身並不產出頻率信號，但信號經過時亦有雜訊產生。
隨著傳輸速度日漸提升，加上通訊之需要，對於相位雜訊的要求也會越來越高。過去本實驗室對於時頻信號之量測項目，僅含主動式元件之穩定度(Stability)及準確度(Accuracy)等；對於被動式元件及極短期穩定度(Short Term Stability, τ < 0.5 s)，則因時間間隔計數器(Time Interval Counter)本身的限制而無法評估。隨著相位雜訊量測技術的建立，使短期頻率穩定度得以進行量測。因其頻域(Frequency Domain)的實驗結果在數學上可與時域(Time Domain)用來評估穩定度的Allan變異數 (Allan Variance, AVAR)互相轉換並加以比較，進而對主被動式元件之優劣進行評估。
最早本實驗室所建立之單通道相位雜訊量測系統，係採購至美國Femtosecond Systems公司的FSS系列，可量測1, 5, 10, 100 MHz標準頻率信號，系統本身的精度可達到-177 dBc/Hz (5 MHz PM, at Fourier Frequency 100 kHz)左右。然其建立年限已久加上10 MHz雜訊標準功能故障，對於國家實驗室新購原子鐘或更換銫束管驗收測試相當不便。目前新建立的系統係來自SpectraDynamics公司所生產的NMSC-2NM，其頻率量測範圍：2 MHz~26 GHz，FFT頻譜分析範圍：DC ~ 40 MHz，雜訊源標準可追溯至NIST(1 MHz ~ 1 GHz)，系統本身的精度亦可達到-175 dBc/Hz (5 MHz PM, at Fourier Frequency 100 kHz)。
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圖一 微波雜訊量測系統外觀
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圖二 微波雜訊量測系統雜訊水準測試(System Noise Floor Test)
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