Mentre la catena di elaborazione del segnale è, fino a questo punto, simile alla struttura di una radio digitale standard, i demodulatori AM e FM che seguono sono specifici del nuovo approccio, e consento di effettuare la misura contemporanea del rumore di ampiezza e fase fino a un offset di 30 MHz. Per separare i segnale I/Q in banda di base complessi nelle loro componenti in modulo e fase, viene utilizzato un algoritmo CORDIC (Coordinate Rotation Digital Computer).
Il segnale del modulo è utilizzato direttamente per calcolare lo spettro del rumore dell'ampiezza, mentre il segnale della fase deve essere convertito in un segnale di frequenza prima di effettuare ulteriori fasi di elaborazione (vedere Fig. 4).
In generale, un oscillatore libero ha una deriva in senso contrario a quello dell'LO. L'inevitabile offset di frequenza causa una fase che cresce in modo lineare e si sovrappone ai limiti di ±π. Il segnale di fase in sovrapposizione è inadeguato per l'ulteriore sotto-campionamento ed elaborazione tramite FFT. Una soluzione ovvia consisterebbe nell'implementazione di un anello di retroazione verso il precedente NCO per mantenere la IF pari a zero. Tuttavia, i circuiti di retroazione digitali tendono ad essere problematici a causa delle elevate costanti di tempo e ai difficili requisiti di crescita in termini di bit. L'approccio presentato qui utilizza, invece, un blocco di derivazione di fase come struttura una struttura affidabili di tipo feed-forward che il segnale PM in un segnale FM non sovrapposto. Una lenta deriva della frequenza del DUT viene convertita in un componente di frequenza bassa o zero del segnale FM senza, tuttavia, impedire né il successivo filtraggio, né l'elaborazione FFT.
È noto che i demodulatori FM analogici non sono sensibili alle misure del rumore di fase vicino alla portante, poiché la risposta della frequenza del demodulatore diminuisce a una velocità di 20 dB per decade verso la continua. Questo calo deve essere compensato sulla traccia della misura finale in modo tale che qualsiasi rumore bianco si verifichi dopo il demodulatore, ad esempio dovuto agli amplificatori o a un successivo ADC, aumenti di 20 dB per decade. Un demodulatore FM digitale, tuttavia, offre le stesse caratteristiche verso la continua. Ma, a differenza delle sue controparti analogiche, le risorse degli FPGA avanzati possono gestire l'aumento di intervallo dinamico necessario. I filtri di decimazione digitali che seguono il demodulatore FM nell'approccio presentato raggiungono un'attenuazione della banda di arresto di 220 dB. Ciò compensa il calo del demodulatore FM per 11 decadi! La larghezza di bit del segnale aumenta di conseguenza per garantire che qualsiasi quantizzazione sia ben oltre il rumore di fase FM demodulato.
I demodulatori AM e FM digitali richiedono che la portante e l'intervallo completo di misura nei due sensi siano presenti all'interno dell'ampiezza di banda Nyquist del segnale I/Q. Il massimo offset di frequenza da misurare sul percorso del demodulatore è limitato, quindi, a 30 MHz. Per offset con frequenza superiore viene misurata solo la somma dei rumori di ampiezza e fase. In tal caso, il percorso del segnale digitale consente al demodulatore di essere bypassato e trasferisce i dati I/Q direttamente al successivo processore per il calcolo dello spettro standard.