噪声系数的含义和测量方法

不再需要了。

图 4 是输出噪声功率与输入噪声功率的关系图，在这里，我们可以单独测量被测器件的增益而得到这条直线的斜率。接下来只需要做一次功率的测量就可以确定这条直线和 Y 轴的交点，从而确定该直线在图中的位置，这样就可以从中推演出被测器件的噪声系数。

图4   冷源测量法的图示

需要主意的是，当用矢量网络分析仪测量被测器件的增益时可以使用矢量误差校准，这样得到的增益的测量结果会比用 Y 因子法测量得到的结果更精确。矢量校准需要对被测器件的四个 S 参数都进行测量，这需要网络仪做正向和反向两次扫描测量。在后面我们将会讨论怎样用被测器件的 S11 和 S22 经过校准的测量结果来校准测量结果中的其它误差项。冷源法测量放大器噪声系数的技术已经被进一步开发使之能够用于测量输入信号的频率和输出信号的频率不一样的变频器件的噪声系数。

测量结果的不确定性

有几个关键因素会影响到整个噪声系数测量结果的不确定性。选择噪声系数测试方案时，非常重要的一点是要选择一种能把影响整个噪声系数不确定性诸因素中最主要因素的影响降低到最小的方法。

这些可以影响噪声系数测量结果不确定性的因素，有一部分可在仪表的技术指标中找到，例如仪表本身测试结果的不确定性、超噪声比(ENR) 的不确定性和抖动等。而其它因素则取决于测试系统与DUT之间的相互作用。例如，由于系统源匹配的不完善(偏离理想的50 欧姆)，就会有两种误差来源。第一个为失配误差，这会导致测试系统与DUT 之间的能量传送不理想。第二个误差源则来自于DUT内部产生的噪声与从DUT一侧看到的源匹配(Γs) 之间的相互作用。下图比较了Y 因子方法与冷噪声源方法(PNA-X 所用的方法) 之间噪声系数测量结果的不确定性。在这个例子中放大器的噪声系数为3dB，增益为15 dB，输入和输出匹配为10dB，其噪声参数也是比较适中的(Fmin = 2.8dB、Γopt = 0.27 + j0 和Rn= 37.4)。

对于Y 因子方法，在计算噪声系数测试结果的不确定性时考虑了两种不同的情况: 一种情况是噪声源与DUT直接连接; 另一种情况是在噪声源和DUT 之间有一个电网络— 用它来仿真自动测试系统(ATE) 中所用到的各种开关和测试电缆，以便把它们带来的损耗在测试结果中校准掉。在这个以PNA-X 为例的示意中包也括了ATE 网络。

图5   导致测试结果不确定性的因素

使用Y因子方法，主要的误差来源是噪声源与DUT之间的失配，以及DUT产生的噪声与测试系统之间的相互作用。如果在测试环境中增加了ATE 网络(在噪声源与DUT 之间增加了一个电网络— 主要是开关和测试电缆) 则会导致更大的误差。使用PNA-X 的基于源校准的冷噪声源方法，最大的误差来源是噪声源的ENR的不确定性，在校准的过程中，它会影响PNA-X的内部噪声接收机的测量结果。