噪聲系數(shù)測試

1、噪聲系數(shù)測試1增益法前面提到，除了直接使用噪聲系數(shù)測試儀外還可以采用其他方法測量噪聲系數(shù)。這些方法需要更多測量和計(jì) 算，但是在某種條件下，這些方法更加方便和準(zhǔn)確。其中一個(gè)常用的方法叫做“增益法”，它是基于前面給出 的噪聲因數(shù)的定義：Total 0utput Noise PowerN o is e F acto r (F) = :;Output N oise due to Input Source 0nly在這個(gè)定義中，噪聲由兩個(gè)因素產(chǎn)生。一個(gè)是到達(dá)射頻系統(tǒng)輸入的干擾，與需要的有用信號不同。第二個(gè)是 由于射頻系統(tǒng)載波的隨機(jī)擾動(dòng)(LNA，混頻器和接收機(jī)等)。第二種情況是布朗運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，應(yīng)用于任何電

2、子 器件中的熱平衡，器件的可利用的噪聲功率為：Pna = kTAF,這里的k =波爾茲曼常量(1.38 * 10-23焦耳ZAK),T =溫度，單位為開爾文F =噪聲帶寬(Hz)在室溫(290AK)時(shí)，噪聲功率譜密度Pnad = -174dBm/Hz。因而我們有以下的公式：NF = ?收-(-174dBm/Hz + 10 * log10(BW) + 增益)/20*log10(BW)在公式中，P 是已測的總共輸出噪聲功率，-174dBm/Hz是290K時(shí)環(huán)境噪聲的功率譜密度。BW是感 興趣的頻率帶寬！增益是系統(tǒng)的增益。NF是DUT的噪聲系數(shù)。公式中的每個(gè)變量均為對數(shù)。為簡化公式， 我們可以直接測

3、量輸出噪聲功率譜密度(dBm/Hz)，這時(shí)公式變?yōu)椋篘F = Pnoutd + 174dBm/Hz -增益為了使用增益法測量噪聲系數(shù)，DUT的增益需要預(yù)先確定的。DUT的輸入需要端接特性阻抗(射頻應(yīng)用為 50Q，視頻/電纜應(yīng)用為75Q)。輸出噪聲功率譜密度可使用頻譜分析儀測量。增益法測量的裝置見圖2。圖2.作為一個(gè)例子，我們測量MAX2700噪聲系數(shù)的。在指定的LNA增益設(shè)置和VA下測量得到的增益為80dB。 接著，如上圖裝置儀器，射頻輸入用50。負(fù)載端接。在頻譜儀上讀出輸出噪聲功率譜密度為-90dBm/Hz。 為獲得穩(wěn)定和準(zhǔn)確的噪聲密度讀數(shù)，選擇最優(yōu)的RBW （解析帶寬）與VBW （視頻帶寬）為RBW/VBW = 0.3。 計(jì)算得到的NF為：-90dBm/Hz + 174dBm/Hz - 80dB = 4.0dB只要頻譜分析儀允許，增益法可適用于任何頻率范圍內(nèi)。最大的限制來自于頻譜分析儀的噪聲基底。在公式 中可以看到，當(dāng)噪聲系數(shù)較低（小于10dB）時(shí)，（P -增益）接近于-170dBm/Hz，通常LNA的增益約為20dB。 這樣我們需要測量-150dBm/Hz的噪聲功率譜密度，這個(gè)值低于大多數(shù)頻譜儀的噪聲基底。在我們的例子中， 系統(tǒng)增益非常高