相位噪聲（Phase noise）

在射頻和微波電子學中，相位噪聲通常是查看和分析噪聲的方法。具有低相位噪聲頻率源至關重要，因為相位噪聲限制了確定振蕩器當前狀態和可預測性的能力。隨著時間的推移，具有良好的頻率精度是件好事，但信號的純度也很重要。較差的相位噪聲限制了通信系統中可以傳輸和接收的數據量，并干擾了任何通信系統中可用帶寬的最有效使用。傳統上，在任何模擬、射頻或微波應用中，工程師都喜歡在頻域中處理相位噪聲。

從直觀的角度來看，相位噪聲可能是可視化信號純度的最佳方式。如果您有一個 100 MHz的晶體振蕩器或其他頻率信號，那么您希望信號的所有能量都精確到 100 MHz。但是，當在頻率分析儀上查看時，它甚至可以顯示最佳頻率源的輸出功率，雖然大部分功率在 100 MHz，但也發現一些功率位于非常接近載波（100 MHz）的頻率上。您離載波越遠，噪音就越小。精密石英晶體振蕩器實際上是最好的低噪聲源，因為石英具有最高的“Q”或品質因數。但在現實世界中，沒有一個頻率源是完美的。任何給定偏移（與載波的距離）的噪聲量均以 dBc/Hz為單位。

請記住，對于晶體振蕩器，相位噪聲很低。dBc/Hz刻度是對數的，因此一個好的晶體振蕩器的相位噪聲，即使在與載波最近的偏移處（如 10 Hz）也可能約為 -95 dBc/Hz，與載波頻率本身的能量密度相比，這是非常非常低的，而 1 MHz和遠離載波的相位本底可能低至 -174 dBc/Hz。

抖動（Jitter）

相比之下，在電信行業，傳統上使用抖動在時域中分析噪聲。在本質上是數字的電信中，抖動是周期性信號與真實周期性的偏差。相位噪聲分析的是頻域中信號的純度，而抖動分析的是所研究的方波信號中每個周期的時序精度。

在電信和其他數字應用中，低抖動對于最大限度地降低誤碼率（BER）非常重要。BER是衡量數字系統中在給定時間段內將錯過多少個運行周期的指標。顯然，錯過的周期意味著錯過或損壞的數據。

一個完美的方波信號在每個周期中都是完全相同的時間段。抖動是衡量數字定時信號接近此定時完美的程度的指標。由于主時鐘會處理任何更短或更接近的噪聲，因此可以并且以多種不同方式測量和表征的抖動被視為遠離載波頻率的 12 KHz至 20 MHz的所有相位抖動的積分。這一傳統沿用至今，至今仍是指定和測量大多數抖動的方式。

艾倫方差 (Allan variance)

最后，Allan方差是一種統計方法，可以對短期穩定性進行有意義的表征。使用中有一些不同的修改，也許最常見的是 Allan Deviation或 ADEV。雖然非常接近的相位噪聲是檢查信號短期穩定性和純度的有用技術，但一旦您真正靠近載波，例如距離載波一秒甚至更近，幾乎不可能以可重復的方式準確和精確地測量單個的相位噪聲。因此，Allan Deviation涉及進行許多此類測量，然后對數據集進行統計分析，以有意義地表示信號的非常短期的穩定性。