模擬技術(shù)知識(shí)課堂:噪聲系數(shù)的計(jì)算及測(cè)量方法一

噪聲系數(shù)(NF)是RF系統(tǒng)設(shè)計(jì)師常用的一個(gè)參數(shù)，它用于表征RF放大器、混頻器等器件的噪聲，并且被廣泛用作無(wú)線電接收機(jī)設(shè)計(jì)的一個(gè)工具。許多優(yōu)秀的通信和接收機(jī)設(shè)計(jì)教材都對(duì)噪聲系數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明.

　　現(xiàn)在，RF應(yīng)用中會(huì)用到許多寬帶運(yùn)算放大器和ADC，這些器件的噪聲系數(shù)因而變得重要起來(lái)。討論了確定運(yùn)算放大器噪聲系數(shù)的適用方法。我們不僅必須知道運(yùn)算放大器的電壓和電流噪聲，而且應(yīng)當(dāng)知道確切的電路條件：閉環(huán)增益、增益設(shè)置電阻值、源電阻、帶寬等。計(jì)算ADC的噪聲系數(shù)則更具挑戰(zhàn)性，大家很快就會(huì)明白此言不虛。

　　公式表示為：噪聲系數(shù)NF=輸入端信噪比/輸出端信噪比，單位常用“dB”。

　　該系數(shù)并不是越大越好，它的值越大，說(shuō)明在傳輸過(guò)程中摻入的噪聲也就越大，反應(yīng)了器件或者信道特性的不理想。

　　在放大器的噪聲系數(shù)比較低的情況下，通常放大器的噪聲系數(shù)用噪聲溫度(T)來(lái)表示。

　　噪聲系數(shù)與噪聲溫度的關(guān)系為：T=(NF-1)T0 或 NF=T/T0+1 其中：T0-絕對(duì)溫度(290K)

　　噪聲系數(shù)計(jì)算方法

　　研究噪聲的目的在于如何減少它對(duì)信號(hào)的影響。 因此，離開(kāi)信號(hào)談噪聲是無(wú)意義的。

　　從噪聲對(duì)信號(hào)影響的效果看，不在于噪聲電平絕對(duì)值的大小，而在于信號(hào)功率與噪聲功率的相對(duì)值，即信噪比，記為S/N(信號(hào)功率與噪聲功率比)。 即便噪聲電平絕對(duì)值很高，但只要信噪比達(dá)到一定要求，噪聲影響就可以忽略。 否則即便噪聲絕對(duì)電平低，由于信號(hào)電平更低，即信噪比低于1，則信號(hào)仍然會(huì)淹沒(méi)在噪聲中而無(wú)法辨別。 因此信噪比是描述信號(hào)抗噪聲質(zhì)量的一個(gè)物理量。

　　1 噪聲系數(shù)的定義

　　要描述放大系統(tǒng)的固有噪聲的大小，就要用噪聲系數(shù)，其定義為

　　設(shè)Pi為信號(hào)源的輸入信號(hào)功率，Pni為信號(hào)源內(nèi)阻RS產(chǎn)生的噪聲功率，Po和Pno分別為信號(hào)和信號(hào)源內(nèi)阻在負(fù)載上所產(chǎn)生的輸出功率和輸出噪聲功率,Pna表示線性電路內(nèi)部附加噪聲功率在輸出端的輸出。

　　已知噪聲功率是與帶寬B相聯(lián)系的。

　　噪聲系數(shù)與輸入信號(hào)大小無(wú)關(guān)。定義：Pni為信號(hào)源內(nèi)阻Rs的最大輸出功率，為kTB

　　噪聲系數(shù)的大小與四端網(wǎng)絡(luò)輸入端的匹配情況無(wú)關(guān)

　　噪聲系數(shù)的定義只適用于線性或準(zhǔn)線性電路

　　信噪比與負(fù)載的關(guān)系