知识课堂:噪声系数的计算及测量方法三

时间:2012-11-01来源:网络
Y因数法

  Y因数法是另外一种常用的测量噪声系数的方法。为了使用Y因数法,需要ENR(冗余噪声比)源。这和前面噪声系数测试仪部分提到的噪声源是同一个东西。装置图见图3。

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  图3。

  ENR头通常需要高电压的DC电源。比如HP346A/B噪声源需要28伏DC。这些ENR头能够工作在非常宽的频段(例如HP346A/B为 10MHz至18GHz),在特定的频率上本身具有标准的噪声系数参数。表2给出具体的数值。在标识之间的频率上的噪声系数可通过外推法得到。

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  开启或者关闭噪声源(通过开关DC电压),工程师可使用频谱分析仪测量输出噪声功率谱密度的变化。计算噪声系数的公式为:

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  在这个式子中,ENR为上表给出的值。通常ENR头的NF值会列出。Y是输出噪声功率谱密度在噪声源开启和关闭时的差值。这个公式可从以下得到。

  ENR噪声头提供两个噪声温度的噪声源:热温度时T=TH(直流电压加电时)和冷温度T=290°K。ENR噪声头的定义为:

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  冗余噪声通过给噪声二极管加偏置得到。现在考虑在冷温度T=290°K时与在热温度T=TH时放大器(DUT)功率输出比:

  Y=G(Th+Tn)/G(290+Tn)=(Th/290+Tn/290)/(1+Tn/290)

  这就是Y因数法,名字来源于上面的式子。

  根据噪声系数定义,F=Tn/290+1,F是噪声因数(NF=10*log(F)),因而Y=ENR/F+1。在这个公式中,所有变量均是线性关系,从这个式子可得到上面的噪声系数公式。

  我们再次使用MAX2700作为例子演示如何使用Y因数法测量噪声系数。装置图见图3。连接HP346AENR到RF的输入。连接28V直流电压到噪声源头。我们可以在频谱仪上监视输出噪声功率谱密度。开/关直流电源,噪声谱密度从-90dBm/Hz变到-87dBm/Hz。所以 Y=3dB。为了获得稳定和准确的噪声功率谱密度读数,RBW/VBW设置为0.3。从表2得到,在2GHz时ENR=5.28dB,因而我们可以计算 NF的值为5.3dB。

  以上讨论了测量射频器件噪声系数的三种方法。每种方法都有其优缺点,适用于特定的应用。表3是三种方法优缺点的总结。理论上,同一个射频器件的测量结果应该一样,但是由于射频设备的限制(可用性、精度、频率范围、噪声基底等),必须选择最佳的方法以获得正确的结果。

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关键词: 模拟技术 噪声系数 测量方法

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