什么是desense noise figure？Desense Noise Figure應(yīng)該這樣測試

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什么是desense noise figure？

噪聲系數(shù)是射頻工程師耳熟能詳?shù)?a target="_blank">參數(shù)，表征了信號(hào)經(jīng)過一個(gè)器件后信噪比的惡化程度?，F(xiàn)在所看到的規(guī)格書上的噪聲系數(shù)，基本都是按照IEEE給出的定義：

“ *The noise factor, at a specified input frequency, is defined as the ratio of 1) the **total noise power per unit bandwidth at a corresponding output frequency available at the output port when * the noise temperature of the input termination is standard (290K) to 2) that portion of 1) engendered at the input frequency by the input termination. ”

圖1. IEEE給出的噪聲系數(shù)定義拓?fù)鋱D

Desense NF通常出現(xiàn)在GNSS LNA的規(guī)格書中，衡量了存在一定強(qiáng)干擾時(shí)被測件噪聲系數(shù)惡化的程度，業(yè)界并沒有給出定義，但根據(jù)測試條件，可以在噪聲系數(shù)定義的基礎(chǔ)上得到desense NF的定義拓?fù)鋱D，如圖2所示，干擾頻點(diǎn)通常為GNSS頻段附近的蜂窩通信頻點(diǎn)。

圖2. Desense NF定義拓?fù)鋱D

為什么會(huì)造成desense noise figure？

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)存在強(qiáng)干擾信號(hào)時(shí)，GNSS LNA的噪聲系數(shù)確實(shí)會(huì)惡化，為什么會(huì)這樣呢？難不成強(qiáng)干擾信號(hào)改變了晶體管的工作狀態(tài)？

并不確定強(qiáng)干擾信號(hào)能否改變晶體管的工作狀態(tài)，但可以肯定的是，當(dāng)干擾信號(hào)靠近LNA的工作頻段時(shí)，會(huì)使得LNA進(jìn)入嚴(yán)重的非線性失真狀態(tài)，這是否是導(dǎo)致噪聲系數(shù)惡化的原因呢？

眾所周知，放大器需要直流供電才能正常工作，通常會(huì)選擇比較純凈的LDO作為電源，盡管如此，仍然會(huì)引入一些低頻電源噪聲。當(dāng)放大器工作于非線性狀態(tài)時(shí)，便會(huì)起到乘法器的作用，可以將低頻噪聲調(diào)制到射頻頻段。過去在測試過程中，遇到過類似的情況，這也是在直流偏置電路中包含那么多濾波旁路電容的原因。

另一方面，晶體管本身也會(huì)產(chǎn)生閃爍噪聲，即1/f噪聲。這種噪聲本身不會(huì)影響到射頻，因?yàn)槠浞扰c頻率成反比，屬于低頻噪聲，在射頻頻段是完全可以忽略掉的。但是，當(dāng)放大器工作于非線性狀態(tài)時(shí)，同樣也可能會(huì)被調(diào)制到射頻頻段。

如果強(qiáng)干擾信號(hào)距離被測件工作頻段比較近，完全有可能使得上變頻后的電源噪聲和閃爍噪聲會(huì)部分落入工作頻段，如圖3所示，這就導(dǎo)致被測件輸出噪聲功率的增加，等效于其噪聲系數(shù)的惡化。

圖3. 低頻噪聲上變頻后可能會(huì)落入工作頻帶

如何測試desense ** noise figure?**

雖然desense NF在測試時(shí)只是引入了干擾信號(hào)，但是這使得整個(gè)測試連接復(fù)雜很多，需要考慮的因素較多，比如使用什么方法測試，如何注入干擾信號(hào)，在接收機(jī)側(cè)如何防止干擾信號(hào)帶來的影響等等。

Y因子法是噪聲系數(shù)測試最經(jīng)典的方法，本文也推薦使用該方法。采用Y因子法時(shí)，需要借助于外部噪聲源，注入強(qiáng)干擾信號(hào)要注意對(duì)噪聲源的保護(hù)，此處選擇定向耦合器實(shí)現(xiàn)干擾信號(hào)的注入，可以有效保護(hù)噪聲源。

圖4.Y因子法測試連接示意圖

綜合考慮之后，本文推薦使用圖4所示的測試連接示意圖，采用NI VST(vector transceiver),單臺(tái)設(shè)備兼具信號(hào)產(chǎn)生和分析的功能。被測件輸出側(cè)的濾波器用于抑制強(qiáng)干擾信號(hào)，防止對(duì)噪聲功率測試帶來影響。信號(hào)源輸出的寬帶噪聲是否需要濾除？如果不濾除是否影響Y因子法測試desense NF的結(jié)果？當(dāng)然不會(huì)。