주로 발진기(Oscillator)의 발진 성능을 나타내는 지표중의 하나로 사용되는 값이다.

발진기는 특정 주파수를 정확하게 만들어서 쏴야하는데, Tr의 불안정조건을 이용하여 발진을 시키다 보면 시간축 신호의 불안정성으로 인해 발진된 신호의 Sine파형 자체가 미세하게 찌그러지거나 떨리는(jitter) 경우가 발생한다.

즉 발진신호의 시간축 파형에 위상이 조금씩 밀리고 틀어져서 파형이 찌그러진 것처럼 보이게 되므로 위상잡음이라고 부른다. 실제 주 원인은 Tr의 열잡음과 1/f noise 때문이다.

시간축에서 위상의 오차에 대한 지표를 잡기에는 애매한 부분이 많다. 그래서 Phase Noise는 주파수축 spectrum상에서 발진된 신호형상을 통해 그 지표를 산정하게 된다.

이러한 이론적 배경을 뒤로 하고, phase noise를 눈에 보이는 지표대로 설명한다면 발진파형이 얼마나 샤프하게 잘 나오느냐로 보면 된다. 즉 원하는 주파수만 깔끔하게 나오느냐 아니냐로 봐도 무방하다. 그렇게 되려면 스펙트럼상에서 원하는 주파수만 깔~끔하게 위로 솟아있어야 좋은 발진기 출력이 될것이다.

그래서 Phase noise는 dBc/Hz 라는 단위를 사용한다.

즉 중심주파수에서 몇 Hz 떨어진 (즉 특정 Offset 주파수에서) 지점에서 중심주파수 신호 에너지보다 얼마나 전력이 떨어지느냐? 라는 것을 나타낸다. 중심주파수 이외에서 뜨는 신호전력은 잡음이라고 볼수 있기 때문에 결국 Phase Noise라는 일종의 잡음으로 분류하는 것이다.

예를 들어 -90dBc/Hz at 10kHz 라는 Phase noise 규격이라면, 중심주파수에서 10kHz 떨어진 지점에서의 1Hz 밴드폭의 전력이 중심주파수 전력보다 90dB이상 낮아야 한다는 의미이다.

고로 그 -값이 크면 클수록 중심주파수와 주변 주파수대역과의 레벨차가 크다는 뜻이므로, 결국 발진신호파형이 날카롭다는 뜻이 된다.

여기서 몇 Hz 떨어진 점에서의 전력과 비교해야 되느냐의 기준이되는 주파수 Offset은, 시스템 특성에 따라 LO(국부발진기)의 특성이 결정되면 그에 따라 다르게 된다. 한 Offset 주파수에서의 Phase Noise가 요구되기도 하지만, 경우에 따라 여러 주파수 Offset에서의 Phase Noise 규격이 요구되기도 한다. 아래에 일부 Phase Noise 규격사례를 들어보았다.

CDMA : -115dBc/Hz at 100Khz offset
GSM : -121dBc/Hz at 600Khz offset

발진기는 대부분 Mixer의 LO(국부발진기)용으로 사용되기 때문에 Phase Noise 특성이 나쁘면 송수신기의 감도나 여러가지 성능이 저하된다.