用頻譜儀測量噪聲系數(shù)
測量框圖為:
基于噪聲系數(shù)的定義得到的一個測量公式為:
NF=PNOUT-(-174dBm/Hz+20lg(BW)+Gain) (1)
公式中, PNOUT是已測的總共輸出噪聲功率,-174dBm/Hz是290oK(室溫)時環(huán)境噪聲的功率譜密度,BW是感興趣的頻率帶寬,Gain是系統(tǒng)的增益,NF是DUT的噪聲系數(shù)。公式中每個變量均為對數(shù)。為簡化公式,我們可以直接測量輸出噪聲功率譜密度(dBm/Hz),這時公式變?yōu)椋?/p>
NF=PNOUTD+174dBm/Hz-Gain (2)
頻譜儀的顯示示意圖
以某接收機為例,具體的測試步驟為:
用頻譜儀測量接收機的增益Gain=72Db;
用射頻信號發(fā)生器給接收機送入接收信號(在接收能夠接收的電平范圍都可以,但一般我們感興趣的是接收機小信號時的噪聲系數(shù),所以通常給接收的電平接近靈敏度電平,通常給小于-100dbm的信號強度);
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),使頻譜,尤其是基底噪聲看起來比較干凈即可。視頻帶寬越小,頻譜儀顯示的基底噪聲越小, PNOUTD讀數(shù)越準(zhǔn)確。
讀出基底噪聲功率譜密度PNOUTD。
用公式2計算出噪聲系數(shù)。
相對于噪聲分析儀測量噪聲的方法,這種方法比較簡單。通常噪聲分析儀在超低的噪聲測量中準(zhǔn)確度更高一些。
只要噪聲分析儀允許,這種方法可以適用于任何頻率范圍。對于系統(tǒng)增益非常高,噪聲系數(shù)非常高的場合,這種方法也非常準(zhǔn)確。最大的限制來自于頻譜儀的噪聲基底。
是否當(dāng)放大器的增益比較小的時候,該方法失效?
是的,因為增益小,信號不能從基底噪聲中顯現(xiàn)出來。
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