引言：

時鐘是現代通信和數字系統中的核心組成部分，對于數據傳輸和系統同步至關重要。為了評估時鐘的性能和穩定性，人們通常關注一些主要參數指標。本文將介紹時鐘的主要參數指標，包括穩定度、頻率精度和相位噪聲，以幫助讀者更好地理解時鐘性能的評估和應用。

一、穩定度：

穩定度是衡量時鐘信號穩定性的重要指標，頻率穩定度(Frequency Stability)通常指的是溫度穩定度，即溫度頻差，這是衡量振蕩器的輸出頻率在工作過程中由于溫度變化而可能發生變化的短期穩定性指標。如果頻率漂移超出了應用程序的預期，定時誤差可能會出現。較高的穩定度意味著時鐘信號

在長時間內保持穩定，有助于確保數據傳輸的準確性和系統同步。

在所有振蕩器中，OCXO恒溫振蕩器的頻率穩定度最高，可達到ppb級別（10-9），TCXO溫補振蕩器的穩定度在1ppm以下，普通振蕩器的穩定度在100ppm以內。而原子鐘的穩定度更高，一般在10-11以上。

二、頻率精度：

頻率精度(Frequency Tolerance) ，是振蕩器在常溫環境下(+25℃)的輸出頻率fx和中心標稱頻率f0之間的偏差。它通常以百萬分之幾（ppm）表示。頻率精度越高，時鐘信號的頻率越接近標準頻率，有助于確保數據傳輸的準確性和時序同步。

通常1ppm 對應的時鐘偏差是0.0864秒/天

三、相位噪聲：

相位噪聲是振蕩器信號周圍噪聲頻譜的頻域視圖。它描述的是振蕩器的頻率穩定性。頻率穩定性可以分為兩個部分：長期穩定性和短期穩定性。長期穩定性（如精度、漂移和老化）以小時、天、月或年為單位表示。短期穩定性〈如相位噪聲）則在幾秒甚至更短時間內發生。短期變化對系統影響更大，特別是對于相位噪聲。從數學角度來講，美國國家標準與技術研究 院(NIST)將其定義為偏離載波頻率處單位帶寬內的單邊帶信號功率與載波信號總功率的比值。

相位噪聲測量單位：

最常用的相位噪聲測量單位是與載波頻率功率距離一個特定頻率的1赫茲帶寬內的單邊帶(SSB)功率。

￡(f) = 1 Hz帶寬內的噪聲功率/總信號功率

其中，￡(f) 的單位為 dBc/Hz.

圖1 所示為 SSB 相位噪聲測量結果。頻率和幅度均為對數刻度。對數圖顯示的是由最小和最大偏

移頻率指定的頻率范圍內的相位噪聲測量值。黃色跡線為原始測量結果，藍色跡線為平滑后的結果。

下表列出了十進制頻率偏移和相應的噪聲功率（歸一化到 1 Hz 帶寬）。

主要的相位噪聲測量技術：

1．直接頻譜技術

2．鑒相器技術

3．參考信號源/PLL 方法

4．鑒頻器方法

5．外差 (數字) 鑒相器方法

6．雙通道互相關技術

解讀時鐘主要參數指標的意義：

頻率準確度和穩定度是衡量時鐘或振蕩器性能的重要指標。通過相位比對法、頻率計數法、Allan 方差法和頻率差分法等測試方法，可以評估時鐘或振蕩器的頻率準確度和穩定度。在進行測試時，需要注意測量環境的穩定性、測量設備的精度、測試時間的選擇、多次重復測試和數據分析與解釋。同時一個好的信號源比如有非常低的相位噪聲，也就是非常好的頻譜純度，在整個系統中就可以保證更好的射頻鏈路指標和性能。若是一個接收機的本振信號，優秀的相位噪聲指標，就意味著可以剛好的還原載波調制信息，提高信噪比，獲得高效的接受能力。

這些測試和評估對于選擇合適的時鐘或振蕩器，并進行時鐘同步、導航定位、通信傳輸和

科學研究等應用具有重要的指導意義。