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请教:如何用频谱仪准备测量放大器的噪声系数

时间:10-02 整理:3721RD 点击:
大家好,想请教一下。
请教:如何用频谱仪准备测量放大器的噪声系数

之前有看过一篇文章是这样讲的。
nf=pout+174-G
但如何准备测量了。
此贴有待继续更新,请持续关注中

你到agilent上搜搜,有相关的文章。

测试的原理就是把频谱仪做为一个接收机,实际上就是这样的。频谱仪就是把输入的信号变频到中频以后再FFT,然后显示输出。接入到频谱仪的LNA可以看作是接收系统的第一级。大家都知道,影响接收系统的噪声系数的因素主要是第一级LNA的噪声系数。如果你LNA增益足够大的话,最后对信号信噪比造成恶化的可以看成是LNA的噪声。
     测试方法可以这样,首先记录下你的频谱仪的噪底的功率谱密度,然后接入你的LNA,从信号源输入一弱信号,一般来说只要放大后不出现增益压缩,输入功率是多大都可以的。但是为了测试方便,一般输入的功率为-160dBm的话会方便观察信号增益和噪声功率。然后从频谱仪上通过信号来记录LNA的增益G,记录噪声功率谱密度POUT。一般说了,如果是一个理想化的放大器,假定噪声系数为0,那么将同等放大噪声功率和信号功率。那么频谱仪上看到的噪声功率谱密度就应该是-174+G(输入噪声为高斯白噪声),但是实际上输出的是POUT,那么POUT和-174+G的差就是LNA的噪声所贡献的,且该值就是LNA的噪声系数。
    测试的时候需要注意,你LNA的增益一定要足够大,对高斯白噪声放大后,也就是-174+G的功率谱密度一定要比频谱仪的噪底功率大。
    就这些,不知道有没有说清楚,大致过程应该是这样的吧。有什么地方不对的自己分析一下,方向应该是没有错的

噪声系数:指的是,信号通过某个有源器件时,信号噪声比恶化的值!
计算公式NF=173.8-绝对噪声电平-G-10LgBW(khz)
绝对噪声电平即底噪,其值与RBW分析带宽有关。

其实是一样的,cjlyy1981提到的绝对噪声电平,说白了就是频谱仪的底噪功率,是频谱仪相应的噪声功率谱密度在RBW相应的带宽内的积分。不过我感觉您提到的公式还是有问题。如果你所说的绝对噪声电平是噪声功率的话,那么NF=-174-(绝对噪声电平+10lgBW(khz))-G当中,绝对噪声电平+10lgBW又怎么解释呢?如果绝对噪声电平是噪声功率谱密度的话,绝对噪声电平+10lgBW表示的是噪声功率。那么输入也应该是噪声功率才行,也就是说NF=(-174+10lgBW)-G-(绝对噪声电平+10lgBW),这样算来,BW还是不会考虑在内的。
关于BW,应该指明是RBW吧,要不然人家怎么知道你所说的BW是什么呢?另外RBW单位也应该是Hz,不应该是khz,因为功率谱密度都是归一化到1Hz的。
如果有什么问题,还请指正!

噪声系数NF=Pnout-(-174dBm/Hz+10logRBW+Gain),其中Pnout是通过频谱仪测量的总输出噪声功率(当然是在RBW带宽内的功率谱密度的积分),-174dBm/Hz是290K时环境噪声的功率谱密度,RBW是频谱仪的分辨率带宽,gain是系统的增益。只要频谱分析仪允许,增益法可以测量任何频率范围内的噪声系数,最大的限制来自于频谱分析仪的噪声基底。在公式中可以看到,当噪声系数较低时,Pnout-10logRBW-Gain接近于-170dBm/Hz,通常LNA的增益约为20dB。这样我们需要测量-150dBm/Hz的噪声功率谱密度,这个值低于大多数频谱仪的噪声基底。用这个方法测量噪声系数的前提应该是系统的增益应该比较大,这样测量出的噪声才会高于频谱仪的噪声基底。

可以在资料库里搜一下, 有相关的资料,

学习  

对这个问题我也有个想法。因为NF=SNRin-SNRout,因此只需要用频谱仪测出输入和输出信号的SNR就可以得到NF了。
不过直接用频谱仪测的SNR有偏差,所以得到的NF也是误差挺大的。
各位有没有能更准确的测量SNR的好办法?

噪声比较小(NF<6dB)的测试方法还是Y参数可靠, 噪声源+频谱仪就行了,增益不够的话DUT后面加个放大器,不要影响总的NF就行.噪声很大的(NF>10dB)可以考虑用增益法测.网上搜索 maxim的噪声测试三种方法.

我是菜鸟,请问各位大虾,噪底和噪声总功率Pout在频谱仪上怎么看?

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