多通道射頻接收機(jī)測(cè)量噪聲系數(shù)的新方法

　　由于低噪放的噪聲系數(shù)較小，可以直接用噪聲系數(shù)儀測(cè)量。實(shí)驗(yàn)中用Agilent公司生產(chǎn)的N8973A噪聲儀進(jìn)行測(cè)量，由于接收機(jī)所使用的低噪放直流供電在輸出端，而噪聲系數(shù)儀的輸入端不能直接接直流電，故測(cè)量時(shí)要在放大器的輸出接隔直電容再連入噪聲儀。

　　對(duì)于接收機(jī)中噪聲系數(shù)較大的網(wǎng)絡(luò)，需要用上文提到的優(yōu)化Y因子的測(cè)量方法，由于接收機(jī)本身的構(gòu)造以及此種方法中需要放大器工作在放大／不放大2 種狀態(tài)，測(cè)量中需要設(shè)計(jì)控制電路來達(dá)到測(cè)量要求。如圖3，虛線方框內(nèi)為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的通道切換和前置放大器控制電路、方框外為接收機(jī)模型、放大器輸入端用50 Ω替代接收線圈提供噪聲輸入，同時(shí)為了簡(jiǎn)化框圖，只畫出接收機(jī)的放大器后2級(jí)。在MRI射頻接收機(jī)中，為低噪聲放大器供電的電壓(DC+10 V，如圖3所示)是從系統(tǒng)的RF芯線即信號(hào)線引出的，測(cè)試設(shè)計(jì)中在每一路放置1個(gè)直流開關(guān)(K1～K8)控制放大器供電電壓的通斷。C3為隔直電容， L1，L2起到阻斷射頻信號(hào)，導(dǎo)通直流的作用，當(dāng)某一路直流開關(guān)K閉合，10 V直流電壓通過L2，L1到達(dá)放大器輸出端，為放大器供電，使該路處在噪聲放大狀態(tài)。當(dāng)K斷開時(shí)放大器無供電電壓，起不到噪聲放大作用?？刂浦绷鏖_關(guān)K的通斷即可為接收機(jī)的每一級(jí)測(cè)試提供冷熱噪聲源。

　　測(cè)試中，設(shè)置各路開關(guān)的控制線，使要測(cè)的那路導(dǎo)通，其余路斷開，閉合該通道的直流開關(guān)，然后用頻譜儀測(cè)量輸出的噪聲譜密度PNO_n，而后斷開該路的直流開關(guān)，再用頻譜儀測(cè)量輸出的噪聲譜密度PNO_n，由于室溫T0(290 K)的噪聲譜密度P。約為-174 dBm，設(shè)噪聲源的等效溫度為Tn，Tn，可得：

　　實(shí)驗(yàn)用的頻譜儀為Agilent公司的F4411B，測(cè)試的中心頻率為63.6 MHz，SPAN取20 MHz。選取“Function”中的“Noise，設(shè)定合適的VBW／RBW，調(diào)節(jié)RefLevel使頻譜儀位于噪聲基底，當(dāng)Ref Level取-63 dBm時(shí)達(dá)到噪聲基底，經(jīng)“Average”后顯示為-153.1 dBm?？刂泼柯稢ON線，使得通路再8個(gè)信道轉(zhuǎn)換，重復(fù)以上的測(cè)量步驟，便可得到每一路的噪聲系數(shù)。

　　4結(jié) 語

　　利用此種方法對(duì)MRI射頻接收機(jī)各個(gè)通道切換下的各級(jí)進(jìn)行了噪聲系數(shù)測(cè)試，實(shí)測(cè)的各個(gè)通道與設(shè)計(jì)中定義的指標(biāo)值相差0.2 dB范圍內(nèi)，且由于高頻通信系統(tǒng)的接收部分具有一定的共性，即通常下考慮整個(gè)接收機(jī)的噪聲系數(shù)特性，接收機(jī)的第一級(jí)都要接前置低噪聲放大器。故此類方法可以推廣到其他的射頻接收機(jī)當(dāng)中。

　　本文解決了射頻接收機(jī)多路信道噪聲系數(shù)比較以及接收機(jī)不同模塊的噪聲系數(shù)測(cè)量。獨(dú)創(chuàng)性地利用接收機(jī)前端的低噪聲放大器提供冷熱噪聲源優(yōu)化Y因子測(cè)量方法，并以MRI射頻接收機(jī)為例設(shè)計(jì)出性能優(yōu)越的多路射頻開關(guān)實(shí)現(xiàn)信道切換，實(shí)踐證明該方法是適用而有效的。