Phase Noise, Harmonisa, dan Spurious: Kualitas Sumber Sinyal RF

Dua sumber sinyal RF dengan rentang frekuensi yang sama dapat memberikan hasil pengukuran yang berbeda, karena kualitas sinyalnya tidak ditentukan oleh rentang frekuensi saja. Kemurnian spektrum, ketepatan level, dan kemampuan memodulasi sinyal menentukan pengukuran mana yang dapat dipercaya dari sumber tersebut. Artikel ini membahas spesifikasi yang perlu dibaca dan cara menafsirkannya.

Phase noise: kemurnian sinyal di sekitar pembawanya

Phase noise menggambarkan ketidakstabilan fasa sinyal dan dinyatakan sebagai kerapatan daya relatif terhadap pembawa pada jarak tertentu dari frekuensi pembawa, dengan satuan dBc per Hz pada offset tertentu. Pada kategori generator sinyal RF kami, salah satu model menyatakan phase noise lebih baik dari −120 dBc per Hz pada pembawa 1 GHz dan offset 20 kHz sebagai nilai tipikal, sedangkan model dengan jangkauan frekuensi lebih tinggi menyatakan phase noise lebih baik dari −146 dBc per Hz pada pembawa 1 GHz dan offset 10 kHz sebagai hasil pengukuran dengan opsi tertentu.

Kedua angka itu tidak dapat dibandingkan secara langsung. Angka phase noise hanya bermakna bila disertai tiga hal, yaitu frekuensi pembawa, offset pengukuran, dan apakah angkanya nilai tipikal atau nilai yang dijamin. Angka pada offset yang lebih jauh umumnya lebih rendah, sehingga angka yang tampak jauh lebih baik dapat berasal dari pengukuran pada offset yang berbeda.

Untuk menggambarkan pengaruh offset, perbedaan offset dari 10 kHz ke 20 kHz setara dengan perubahan posisi pada sumbu frekuensi sebesar satu oktaf, dan pada sumber sinyal yang umum, kerapatan phase noise pada satu oktaf yang lebih jauh berkurang beberapa dB. Karena itu, membandingkan dua angka phase noise tanpa menyamakan offsetnya dapat menghasilkan kesimpulan yang keliru.

Harmonisa dan spurious

Harmonisa adalah komponen keluaran pada kelipatan frekuensi yang disetel, sedangkan spurious adalah komponen yang muncul pada frekuensi yang tidak diinginkan dan tidak selalu berhubungan kelipatan dengan frekuensi pembawa. Keduanya dinyatakan relatif terhadap pembawa, umumnya dalam dBc, dan diperiksa menggunakan spectrum analyzer.

Komponen pada −30 dBc setara dengan 10 pangkat −3 = 0,001, atau 0,1 persen daya pembawa. Bagi penerima yang harus mendeteksi sinyal sangat lemah, komponen sebesar itu dapat menutupi sinyal yang berada pada rentang frekuensi yang sedang diperiksa.

Tabel: spesifikasi sumber sinyal dan arti praktisnya

Spesifikasi	Arti	Kapan menentukan
Phase noise	Kerapatan derau fasa pada offset tertentu dari pembawa	Pengukuran yang memeriksa jarak dekat dari pembawa
Harmonisa	Komponen pada kelipatan frekuensi yang disetel	Pengukuran yang peka terhadap komponen di luar pembawa
Spurious	Komponen pada frekuensi yang tidak diinginkan	Penelusuran sinyal lemah pada rentang frekuensi yang lebar
Daya keluaran maksimum	Level tertinggi yang dapat diberikan	Pengujian yang memerlukan level tinggi atau penguatan
Resolusi frekuensi	Langkah terkecil perubahan frekuensi	Pengukuran kanal yang berdekatan
Lebar pulsa minimum	Pulsa terpendek yang dapat dibentuk	Pengujian radar dan sistem pulsa
Antarmuka kendali	Cara instrumen dihubungkan ke sistem pengujian	Pengujian otomatis dan pengurutan uji

Daya keluaran dan batas aksesori

Daya keluaran maksimum menentukan pekerjaan yang dapat dilakukan tanpa penguatan tambahan. Pada kategori generator sinyal RF kami tersedia model dengan daya keluaran maksimum sampai +24 dBm dan model lain dengan daya maksimum +23 dBm.

Cocokkan daya keluaran maksimum sumber sinyal dengan daya masukan maksimum aksesori pada jalur yang sama. Switch matrix pada kategori aksesori RF kami menyatakan daya masukan maksimum 20 dBm, sehingga sumber dengan keluaran +24 dBm memerlukan penurunan level sebelum masuk ke aksesori tersebut.

Resolusi frekuensi dan kemampuan pulsa

Resolusi frekuensi pada kategori ini dinyatakan sampai 0,01 Hz pada salah satu model dan 0,001 Hz pada model lain. Pada praktiknya kebutuhan pengukuran jarang menuntut resolusi sehalus itu, tetapi angka tersebut berguna sebagai penanda kelas instrumen dan sebagai jaminan bahwa pengaturan frekuensi pada kanal yang berdekatan tidak dibatasi oleh langkah penyetelan.

Untuk pengujian sistem pulsa, salah satu model menyediakan pembangkit pulsa standar dengan lebar pulsa minimum 20 ns, opsi modulasi pulsa dengan perbandingan hidup dan mati yang tipikalnya lebih dari 80 dBc, serta opsi pembangkit rangkaian pulsa dengan jumlah pulsa 1 sampai 2047. Kemampuan ini dipakai pada pengujian radar, termasuk pengujian yang memerlukan rangkaian pulsa yang rumit.

Sumber sinyal pada pengujian sensitivitas penerima

Pada pengujian penerima yang bekerja pada kondisi ekstrem, seperti radar milimeter dan penerima sistem peperangan elektronik, pengujian fungsi dan sensitivitas menuntut sinyal uji yang sangat dapat diulang, amplitudo dan frekuensi yang tepat, serta lebar pulsa yang cukup kecil. Di sisi lain, pengujian yang lebih rumit seperti interval pemrosesan yang koheren dan resolusi jarak menuntut sumber yang mampu mengeluarkan rangkaian pulsa yang kompleks.

Tentukan dahulu jenis pengujian yang akan dijalankan, karena spesifikasi yang menentukan berbeda untuk setiap jenis. Pengujian sensitivitas menuntut kemurnian spektrum dan ketepatan level, sedangkan pengujian sistem pulsa menuntut kemampuan pembentukan pulsa dan keterulangan waktu.

Daftar periksa membaca spesifikasi sumber sinyal

1. Catat rentang frekuensi beserta daya keluaran pada rentang tersebut.
2. Catat angka phase noise lengkap dengan frekuensi pembawa dan offset pengukurannya.
3. Bedakan angka yang dijamin dari angka yang dinyatakan sebagai nilai tipikal.
4. Catat spesifikasi harmonisa dan spurious bila pengukuran melibatkan sinyal lemah.
5. Periksa resolusi frekuensi terhadap kebutuhan pengaturan kanal.
6. Periksa kemampuan pulsa bila sistem yang diuji bekerja dengan pulsa.
7. Periksa antarmuka kendali untuk kebutuhan pengujian otomatis.
8. Periksa kontribusi derau alat ukur yang dipakai untuk mengukur phase noise.
9. Cocokkan daya keluaran maksimum dengan daya masukan maksimum aksesori pada jalurnya.

Mengukur kemurnian spektrum di laboratorium

Pengukuran phase noise umumnya dilakukan dengan analyzer sinyal yang dilengkapi aplikasi pengukuran phase noise. Pada posisi itu, analyzer berperan ganda, yaitu sebagai alat pengukur sekaligus sebagai sumber derau yang ikut terukur. Karena itu, hasil pada offset yang sangat dekat dengan pembawa perlu dibaca dengan hati-hati, karena kontribusi alat ukur dapat menjadi bagian dari angka yang terlihat.

Sebelum menilai sumber sinyal dari angka phase noise yang terukur, pastikan alat ukurnya memiliki kemampuan pengukuran phase noise yang memadai, dan catat setelan yang dipakai. Tanpa itu, angka yang terukur lebih menggambarkan rantai pengukuran secara keseluruhan daripada sumber sinyal yang sedang diperiksa.

Kesalahan umum

• Membandingkan angka phase noise dari offset atau frekuensi pembawa yang berbeda.
• Memperlakukan angka nilai tipikal sebagai nilai yang dijamin.
• Menyimpulkan kualitas sumber dari rentang frekuensinya saja.
• Mengabaikan harmonisa dan spurious pada pengukuran sinyal lemah.
• Mengukur phase noise tanpa memperhitungkan kontribusi derau alat ukurnya sendiri.
• Memasang aksesori pada jalur yang levelnya melampaui daya masukan maksimumnya.
• Menilai kemampuan pulsa dari lebar pulsa saja tanpa memeriksa keterulangan waktunya.

Peralatan dan konfigurasi terkait

• Siglent SSG6000A — RF Signal Generator 100 kHz sampai 67 GHz
• Siglent SSG5000A — RF Signal Generator 9 kHz sampai 20 GHz
• Siglent SSG3000X — RF Signal Generator 9 kHz sampai 3,2 GHz
• Siglent SSA5000A — Spectrum Analyzer 9 kHz sampai 26,5 GHz
• Keysight Attenuator RF/Microwave — Seri 849x
• Kategori: Signal Generator · Merek: Siglent
• Artikel serumpun: Cara Memilih Atenuator dan Aksesori RF, Mengukur Sensitivitas Penerima

Kesimpulan

Kualitas sumber sinyal RF dibaca dari kemurnian spektrumnya, ketepatan levelnya, dan kemampuannya membentuk sinyal yang dibutuhkan pengujian. Angka phase noise hanya bermakna bersama frekuensi pembawa dan offset pengukurannya, dan harus dibedakan antara nilai tipikal dan nilai yang dijamin. Setelah itu, cocokkan daya keluaran maksimum sumber dengan batas aksesori pada jalurnya. Untuk meninjau sumber sinyal RF yang sesuai dengan pengujian Anda atau menyiapkan permintaan penawaran, tim Terastek dapat membantu mencocokkannya.

Sumber resmi

1. Siglent Technologies, “SSG6000A Series RF Signal Generator”, https://www.siglent.com/products-overview/ssg6000a/ — diakses 30 September 2026
2. Siglent Technologies, “SSG5000A Series Microwave Signal Generator”, https://www.siglent.com/products-overview/ssg5000a/ — diakses 30 September 2026
3. Keysight Technologies, “10 Tips to Make Great Phase Noise Measurements with X-Series Signal Analyzers” (Application Note 3125-1431), https://www.keysight.com/sg/en/assets/3125-1431/application-notes/10-Tips-to-Make-Great-Phase-Noise-Measurements-with-X-Series-Signal-Analyzers.pdf — diakses 30 September 2026