頻譜儀測(cè)量噪聲的方法

噪聲系數(shù)：將輸出噪聲功率譜密度Po折算到輸入端Po/G，這個(gè)值與輸入阻抗Ri上的熱噪聲功率譜密度Pi之比。

其中，輸入阻抗Ri上的熱噪聲功率譜密度Pi=KT0=-174dBm/Hz

（K為玻爾茲曼常數(shù)K=1.38×10-23J/K

T0為標(biāo)準(zhǔn)噪聲溫度T0=290K)

NF=Po/G/Pi=Po/(Pi*G)=(S/Pi)/(G*S/Po)=SNRi/SNRo

反映了信噪比的惡化程度。

熱噪聲在帶寬B內(nèi)的噪聲功率為KTB

噪聲系數(shù)最直接的測(cè)量方法是使用噪聲系數(shù)測(cè)試儀測(cè)量，其測(cè)量也較準(zhǔn)確。

局限性：頻率范圍受限/價(jià)格昂貴；

若噪聲系數(shù)過(guò)大，測(cè)量不準(zhǔn)確。

頻率儀測(cè)試噪聲

3dB功率法：

在被測(cè)件輸入端加匹配負(fù)載，環(huán)境溫度約為290K,測(cè)量輸出噪聲功率P1，然后在輸入端接上信號(hào)發(fā)生器，使信號(hào)輸出頻率在測(cè)量頻帶范圍內(nèi)。調(diào)整信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)功率，使被測(cè)件輸出功率P2比P1高3dB，可得噪聲系數(shù)：

NF=Pgen/Pi （Pgen為信號(hào)發(fā)生器輸出功率）

=Pgen/KT0B

對(duì)數(shù)形式：NF=Pgen-（-174dBm/Hz）

l3dB功率法測(cè)量步驟（30-512接收機(jī)）：

1、被測(cè)件(DUT)輸入接50歐負(fù)載，輸出接頻譜儀。頻譜儀內(nèi)置衰減器設(shè)置為0dB,取平均，記錄此時(shí)噪聲功率。

2、被測(cè)件(DUT)輸入端接信號(hào)源，輸出接頻譜儀。調(diào)整信號(hào)源功率，直到功率比底噪大3dB，記錄此時(shí)信號(hào)源功率-136.6dBm

3、計(jì)算DUT的噪聲系數(shù)

NF=Pgen-（-174dBm/Hz）

=174-136.6-10lg(2kHz)

=4.4dB

3dB法測(cè)量噪聲系數(shù)優(yōu)點(diǎn)：不需要精確測(cè)量被測(cè)件的增益，不需要輸出噪聲功率的絕對(duì)值，只需確保兩次測(cè)量的相對(duì)功率為3dB。

l測(cè)試條件：

1、被測(cè)件的增益夠大,使得

-174dBm/Hz+Gain>頻譜儀底噪

假設(shè)底噪測(cè)量

基底噪聲=-115-10lg10kHz

=-155dBm/Hz

則被測(cè)件增益滿足條件：

Gain>-155-（-174）>19dB。

2、確保被測(cè)件和儀表工作在線性區(qū)。

l頻譜儀測(cè)噪聲系數(shù)的缺陷就是精度不夠。

頻譜儀測(cè)量噪聲系數(shù)誤差分析：

1、溫度：熱噪聲功率譜直接與溫度相關(guān)對(duì)被測(cè)件和儀表進(jìn)行預(yù)熱至穩(wěn)定。

2、外部干擾：外部電磁波通過(guò)輻射從電纜或連接器接口泄露進(jìn)去。

3、端口的匹配：失配情況下功率反射引起的誤差。