传统噪声系数计算的局限性及Spectrasys的噪声系数计算
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噪声系数的计算方法摘要：介绍了测量噪声系数的几种典型测量，重点分析了目前实际工程和研究中最常用的噪声系数测量方法—Y系数法，并对测量误差的主要来源进行了分析，阐述了噪声发生器性能和环境温度变化对测量结果的影响。
关键词：噪声系数；测量误差；Y因子MethodsofNoiseFigureMeasuringAbstract：Inthispaper,itintroducedmethodsofnoisefiguremeasuring.Manyemphasesare putonanalyzingY-factormethodwhichisthemostwidely-usednoisefiguremeasu ringmethodnowadaysinpracticalengineeringandstudy.Andanalyzethemainsou rceofmeasurementerror,explaintheeffectsof noisegenerator’sperformance andthechangeofenvironmenttemperatureinmeasurementresults.Keywords:noisefigure;measurementerror;Y-factor1.前言噪声系数测量方法基本上取决于两种输入功率条件下,被测输出功率的测量,实际上是计算两个噪声功率的相对比值。
在怎样改变输入功率方面,人们采用过热负载与冷负载、气体放电噪声源、限温二极管、信号发生器和现今使用的固态噪声源。
测量方法上也有多种,在先进的噪声系数测量仪器出现以前,工程师们就想到了很多简易的噪声系数测量方法,其特点是所需要的设备少,操作简单,但测量精度不高,应用范围比较窄,虽然如此,过去被广泛使用的简易测量方法在今天在部分领域仍然有一定的应用价值。
2噪声系数的典型方法噪声系数是表征线性二端口网络或二端口变换器系统噪声特性的一个重要参数。
噪声系数的计算 知乎
噪声系数的计算
噪声系数（Noise Figure，NF）是衡量放大器噪声性能的重要指标，定义为输入信号噪声功率与输出信号噪声功率之比，以分贝（dB）为单位。
噪声系数的计算公式为：
NF = 10log(1 + \frac{N_{out}}{G \cdot N_{in}})
其中：
NF：噪声系数，单位为分贝（dB）。
N_{out}：放大器输出端的噪声功率，单位为瓦特（W）。
G：放大器的增益，单位为分贝（dB）。
N_{in}：放大器输入端的噪声功率，单位为瓦特（W）。
噪声系数的计算步骤如下：
1. 测量放大器输出端的噪声功率N_{out}。
2. 测量放大器的增益G。
3. 计算放大器输入端的噪声功率N_{in}。
4. 将N_{out}、G 和N_{in} 代入噪声系数的计算公式，即可得到噪声系数NF。
需要注意的是，噪声系数是一个无源器件的指标，它反映了器件的噪声性能。
而信噪比（SNR）是一个有源器件的指标，它反映了器件的信号质量。
噪声系数和信噪比是两个不同的概念，不能混淆。
噪声系数的意义
噪声系数越低，放大器的噪声性能越好。
噪声系数高的放大器，会将输入信号中的噪声放大，从而降低输出信号的信噪比。
在放大器设计中，通常会采用各种方法来降低噪声系数，以提高放大器的噪声性能。
噪声系数的应用
噪声系数广泛应用于放大器、接收机、混频器等电子器件的噪声性能评价中。
在通信系统中，噪声系数是一个重要的指标，它影响着系统的灵敏度和接收质量。
噪声系数
级联放大器噪声系数首先说下噪声系数的定义：一个放大器的噪声系数定义为输入端的信噪比与输出端的信噪比之比，//si niF so noP P N P P =，其中P 代表功率，S 代表信号，N 代表噪声，i 代表输入端，o 代表输出端。
书中有一句话很重要，也很容易被大家忽视：“N F 数值的大小一方面取决于被研究网络本身的噪声电平，另一方面也与采用的噪声源很有关系，这就容易造成同一网络因采用不同的噪声源而具有不同的数值，从而给实用带来了困难。
所以规定噪声源是很重要的。
一般是将信号源内阻的热噪声作为标准噪声源，此时，P ni 就是取自信号源内阻的热噪声功率。
” 大家应该有些概念了吧，一个网络的噪声系数定义为输入端的信噪比与输出端的信噪比之比，还应该加上一个限定条件就是每一个网络的P ni 都应该是同一个固定的值，记为P nref （这个是推级联网络噪声系数公式的重点）。
以下推导级联网络噪声系数公式： 以最简单的两级级联系统为例： 如图所示，令输入第一级系统的噪声功率为P nref （信号源内阻的热噪声功率），则根据噪声系数的定义为111//si nref F so no P P N P P =，级联系统的噪声系数为//si nref F so noP P N P P =，但是注意222//si ni F so noP P N P P ≠，（因为噪声系数的定义中要求输入噪声必须为P nref ）注：第一级网络的输出信号及噪声功率与第二级网络的输入信号及噪声功率相同。
即P so1= P si2，P no1= P ni2。
一个放大器对输入信号及噪声产生的作用就是将其分别放大G 倍后，再在输出端引入放大器本身产生的噪声，这个噪声与放大器的增益G 无关。
所以放大器的噪声系数还可以表示为：'2'22//()si nrefF sinref P P N P G P G 2δ=⋅⋅+，解得222(1nref F P G N )δ=⋅−111//()si nrefF si nref P P N PG P G 1δ=⋅⋅+，解得111(1nref F P G N )δ=⋅−注：从以上两个式子并不能认为δ与放大器的增益有关11221///si nrefso no si ni F P P P P P P N ==，2212122221221122/()si so si so no ni no nref P G P G P G G P P P G P G P G G δδδ⋅⋅⋅⋅===δ⋅+⋅+⋅+⋅+将12,δδ代入上式，并考虑到//si nref F so noP P N P P =，即可得到级联放大器的噪声系数公式：2111F F F N N NG −=+。
噪声系数的计算公式单位
噪声系数的计算公式单位噪声系数是衡量信号中噪声程度的一个重要参数，它通常用来描述信号中噪声的强度和频谱特性。
在实际工程中，我们经常需要对信号的噪声系数进行计算和分析，以便更好地理解信号的质量和性能。
本文将介绍噪声系数的计算公式及其单位，希望能对读者有所帮助。
噪声系数的计算公式。
噪声系数通常用来描述信号中噪声的功率与信号的功率之比。
在电子工程中，噪声系数常常用来衡量放大器的噪声性能，它可以用来评估放大器对输入信号的失真程度。
噪声系数的计算公式如下：噪声系数 = (输出信号的信噪比输入信号的信噪比) / 输入信号的信噪比。
其中，信噪比是指信号的功率与噪声功率之比，通常用分贝（dB）来表示。
在实际计算中，我们通常会先将信噪比转换为线性值，然后再进行计算。
噪声系数的计算公式可以帮助我们更好地理解放大器的噪声性能，以及信号中噪声的强度和频谱特性。
噪声系数的单位。
噪声系数的单位通常是分贝（dB），它是一种无量纲单位，用来表示两个功率之比的对数。
在电子工程中，我们经常使用分贝来描述信号的功率和噪声的功率之比，以便更好地理解信号的质量和性能。
噪声系数的单位为分贝，可以帮助我们更直观地理解信号中噪声的强度和频谱特性。
除了分贝，噪声系数的单位还可以用线性值来表示。
在实际计算中，我们通常会将信噪比转换为线性值，然后再进行计算。
线性值是一种常用的功率单位，它可以帮助我们更直观地理解信号的功率和噪声的功率之比。
噪声系数的单位可以是分贝或线性值，这取决于具体的计算和分析需求。
总结。
本文介绍了噪声系数的计算公式及其单位。
噪声系数是衡量信号中噪声程度的一个重要参数，它通常用来描述信号中噪声的强度和频谱特性。
噪声系数的计算公式可以帮助我们更好地理解放大器的噪声性能，以及信号中噪声的强度和频谱特性。
噪声系数的单位为分贝或线性值，这取决于具体的计算和分析需求。
希望本文能对读者有所帮助，谢谢阅读！。
噪声等效散射系数-概述说明以及解释
噪声等效散射系数-概述说明以及解释1.引言1.1 概述噪声等效散射系数是描述噪声在散射体中传播的性质的一个重要指标。
在现实世界中，我们常常会遇到各种各样的散射体，如建筑物、车辆、山峰等等，这些散射体会对噪声产生散射作用，从而影响噪声的传播和衰减。
噪声等效散射系数的定义是指噪声在散射体表面反射、透射和散射的比例。
具体而言，它衡量了噪声在散射体上发生散射的能量与噪声源发出的能量之比。
通过计算噪声等效散射系数，我们可以评估散射体对噪声的吸收和反射程度，进而了解噪声传播的特征和影响范围。
理解噪声等效散射系数的意义对于环境噪声控制和工程设计具有重要意义。
首先，它为我们提供了评估环境中散射体对噪声的影响程度的依据，可以用来设计相应的噪声控制策略。
其次，噪声等效散射系数还能帮助我们了解噪声在不同散射体中的传播规律，为噪声源的位置选择和环境配置提供科学依据。
本文将介绍噪声的定义和特性，探讨散射系数的意义和计算方法。
接下来我们将讨论噪声等效散射系数的重要性，并总结本文的结论和展望。
通过本文的阐述，希望读者能够对噪声等效散射系数有一个全面的理解，并能够应用于实际工程和环境中，从而有效地控制和减少噪声对人类生活的影响。
1.2文章结构文章结构部分的内容如下：本文共分为三个部分：引言、正文和结论。
引言部分主要对本文的研究主题进行概述，介绍噪声等效散射系数的背景和相关概念。
同时，引言部分还会介绍文章的结构，并说明每个部分的主要内容。
正文部分将详细阐述噪声的定义和特性，以及散射系数的意义和计算方法。
在噪声的定义和特性部分，我们将介绍噪声的各种来源，噪声的类型以及噪声的特征参数。
在散射系数的意义和计算方法部分，我们将解释散射系数在噪声研究中的作用和重要性，并介绍常用的散射系数计算方法。
结论部分将总结文章的研究成果，并展望噪声等效散射系数的未来发展方向。
我们将强调噪声等效散射系数在实际应用中的重要性，并提出对该领域进一步深入研究的建议和展望。
噪声系数的计算及测量方法
噪声系数的计算及测量方法（一）时间：2012-10-25 14:32:49 来源：作者：噪声系数(NF)是RF系统设计师常用的一个参数，它用于表征RF放大器、混频器等器件的噪声，并且被广泛用作无线电接收机设计的一个工具。
许多优秀的通信和接收机设计教材都对噪声系数进行了详细的说明.现在，RF应用中会用到许多宽带运算放大器和ADC，这些器件的噪声系数因而变得重要起来。
讨论了确定运算放大器噪声系数的适用方法。
我们不仅必须知道运算放大器的电压和电流噪声，而且应当知道确切的电路条件：闭环增益、增益设置电阻值、源电阻、带宽等。
计算ADC的噪声系数则更具挑战性，大家很快就会明白此言不虚。
公式表示为：噪声系数NF=输入端信噪比/输出端信噪比，单位常用“dB”。
该系数并不是越大越好，它的值越大，说明在传输过程中掺入的噪声也就越大，反应了器件或者信道特性的不理想。
在放大器的噪声系数比较低的情况下，通常放大器的噪声系数用噪声温度(T)来表示。
噪声系数与噪声温度的关系为：T=(NF-1)T0 或NF=T/T0+1 其中：T0-绝对温度(290K)噪声系数计算方法研究噪声的目的在于如何减少它对信号的影响。
因此，离开信号谈噪声是无意义的。
从噪声对信号影响的效果看，不在于噪声电平绝对值的大小，而在于信号功率与噪声功率的相对值，即信噪比，记为S/N(信号功率与噪声功率比)。
即便噪声电平绝对值很高，但只要信噪比达到一定要求，噪声影响就可以忽略。
否则即便噪声绝对电平低，由于信号电平更低，即信噪比低于1，则信号仍然会淹没在噪声中而无法辨别。
因此信噪比是描述信号抗噪声质量的一个物理量。
1 噪声系数的定义要描述放大系统的固有噪声的大小，就要用噪声系数，其定义为设Pi为信号源的输入信号功率，Pni为信号源内阻RS产生的噪声功率，Po和Pno 分别为信号和信号源内阻在负载上所产生的输出功率和输出噪声功率,Pna表示线性电路内部附加噪声功率在输出端的输出。
噪声系数的原理和测试方法
噪声系数测试方法针对手机等接收机整机噪声系数测试问题，该文章提出两种简单实用的方法，并分别讨论其优缺点，一种方法是用单独频谱仪进行测试，精度较低；另一种方法是借助噪声测试仪的噪声源来测试，利用冷热负载测试噪声系数的原理，能够得到比较精确的测量结果。
图1是MAXIM公司TD-SCDMA手机射频单元参考设计的接收电路，该通道电压增益大于100dB，与基带单元接口为模拟I/Q信号，我们需要测量该通道的噪声系数。
采用现有的噪声测试仪表是HP8970B，该仪表所能测量的最低频率为10MHz，而TD-SCDMA基带I/Q信号最高有用频率成份为640KHz，显然该仪表不能满足我们的测量需求。
下面我们将介绍两种测试方案，并讨论其测试精度，最后给出实际测试数据以做对比。
图1：MAXIM公司TD-SCDMA手机射频接收电路。
利用频谱仪直接测试利用频谱仪直接测量噪声系数的仪器连接如图2所示，其中点频信号源用于整个通道增益的校准，衰减器有两个作用，一是起到改善前端匹配的作用；二是做通道增益校准使用，因接收机增益往往很高，大于100dB，而一些信号源不能输出非常弱的信号，配合该衰减器即能完成该功能。
测量步骤一：先利用信号源产生一个点频信号（一般我们感兴趣的是接收机小信号时的噪声系数，故此时点频信号电平应接近灵敏度电平），频点与本振信号错开一点，这样在基带I/Q端口可以得到一个点频信号，调节接收机通道增益使I/Q端点频信号幅度适中，测量接收机输入与输出端的点频信号大小可以求得这时的通道增益，记为G。
测量步骤二：接步骤一，关闭信号源，保持接收机所有设置不变，用频谱仪测量I/Q端口在刚才点频频点处的噪声功率谱密度，I端口记为Pncdensity(dBm/Hz), Q端口记为Pnsdensity(dBm/Hz)，则接收通道噪声系数有下式给出：上式中kb表示波尔兹曼常数，F是噪声系数真值，我们用NF表示噪声系数的对数值，NF＝10lg(F)， G表示整个通道增益，T1为当前热力学温度，T0等于290K。
噪声系数的计算公式
噪声系数的计算公式噪声系数是电子工程中一个重要的指标，它用来评估信号传输过程中的噪声水平。
噪声系数越小，表示信号传输的质量越高。
噪声系数是在信号处理中非常常见的一个概念，下面将详细介绍噪声系数的计算公式。
一、什么是噪声系数？噪声系数是表示信号传输过程中噪声和信号功率比的一种无量纲指标。
噪声系数越小，表示信号传输的质量越高。
因此，在电子工程中噪声系数被广泛采用，例如放大器和收发器的设计中都需要考虑噪声系数。
二、噪声系数的计算公式在电子工程中，噪声系数的计算公式如下所示：噪声系数 = (输出信号的信噪比 / 输入信号的信噪比) ^ 0.5其中，信噪比是指信号与噪声的比值，这是噪声表现的一种指标。
因此，计算噪声系数的关键在于计算信噪比。
信噪比的计算方法与具体的信号处理相关，例如在音频信号处理中，常用的信噪比计算方法是采用峰值与噪声区间的均方根值之比。
三、噪声系数的具体意义噪声系数是一种无量纲指标，但它有着非常具体的意义。
一个噪声系数越小的电子设备，表示其在信号传输过程中噪声功率比较小，因此信号质量比较好。
例如，在电子放大器的设计中，噪声系数是非常重要的指标之一。
一个高质量的放大器应该具有尽可能小的噪声系数，这样才能保证放大后的信号保持原有的质量。
四、噪声系数的影响因素噪声系数的计算公式为我们提供了一种计算噪声系数的方法，但噪声系数的具体大小还受到其他因素的影响。
以下是几个会影响噪声系数大小的因素：1. 设备的输入阻抗和输出阻抗。
因为阻抗的不匹配会导致信号反射和衰减。
2. 放大器的增益。
放大器的增益越高，信号与噪声的功率比就越小。
3. 放大器的带宽。
在放大器的带宽之外的噪声功率不会被放大，但会影响计算出来的噪声系数大小。
总之，噪声系数是评估信号传输质量的一个重要指标。
掌握噪声系数的计算公式和影响因素，可以帮助我们更好地设计电子设备，提高信号传输的质量。
射频 噪声系数-概述说明以及解释
射频噪声系数-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述射频（Radio Frequency, RF）是指在射频频段内的无线电波信号。
射频技术广泛应用于无线通信、雷达、广播电视等领域，是现代通信技术的重要组成部分。
然而，在射频应用中，噪声是一个不可忽视的问题。
噪声是在电子设备和电路中产生的随机扰动信号，它会干扰和损害正常的信号传输和接收。
射频噪声系数是衡量射频器件、电路或系统中噪声功率与理想信号功率之比的重要参数。
它反映了射频器件或系统抗噪声的能力，也可以用来评估设备性能的优劣。
通过对射频噪声系数的研究和分析，可以帮助我们更好地了解噪声对射频系统性能的影响。
在射频系统设计和优化过程中，降低噪声系数是提高系统性能和信号质量的重要手段。
因此，深入理解射频噪声系数的概念和意义对于工程技术人员和研究人员具有重要的价值。
本文将首先介绍射频的定义和原理，包括射频频段的范围和特点。
接着，将详细解释噪声系数的概念和意义，包括其计算方法和常见的单位。
然后，将讨论射频噪声系数的影响因素，包括器件本身的噪声特性、温度、频率等因素对噪声系数的影响。
最后，将展望未来射频噪声系数的发展方向，包括新材料、新技术和新方法对噪声系数的改进。
通过本文的阐述，读者可以对射频噪声系数有一个全面和深入的了解，从而为射频系统的设计、优化和应用提供有力的支持。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式进行编写：文章结构部分旨在为读者提供对本文的整体框架和内容概览。
本文将分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分将首先对射频噪声系数的概念进行简要介绍，并阐述本文旨在探讨射频噪声系数的定义、原理、概念和意义等方面的内容。
随后，将介绍本文的结构安排和各部分的内容要点，以便读者能够清楚地了解到整篇文章的逻辑结构。
正文部分将分为两个小节。
第一个小节将详细介绍射频的定义和原理，包括射频信号的频率范围、射频的基本特性以及射频作为通信领域中重要概念的作用等内容。
光纤噪声系数测试公式
光纤噪声系数测试公式光纤噪声系数是衡量光纤信号传输质量的一个重要指标，它用来描述信号在光纤传输中受到的噪声干扰的程度。
在进行光纤噪声系数测试时，我们需要采用恰当的测试公式，以确保得到准确可靠的测试结果。
下面我将介绍一种常用的光纤噪声系数测试公式。
NF(dB) = 10 × log(I2/I1)其中，NF表示光纤噪声系数（Noise Figure），单位是dB。
I1是输入光功率（输入信号的光功率），单位是瓦特（W）。
I2是输出光功率（经过光纤传输后的光功率），单位也是瓦特（W）。
需要注意的是，上述公式适用于所有类型的光纤，无论是单模光纤还是多模光纤。
但是在实际测试中，由于光纤的损耗和衰减等因素的存在，我们还需要考虑这些因素对光纤噪声系数的影响。
在实际测试中，通常会采用如下修正公式来计算修正后的光纤噪声系数：NF_corrected(dB) = NF_measured(dB) - L_fiber(dB)其中，NF_corrected表示修正后的光纤噪声系数，NF_measured表示测量得到的光纤噪声系数，L_fiber表示光纤的损耗和衰减，单位是dB。
对于单模光纤，光纤的损耗和衰减与光纤长度有关。
L_fiber(dB) = α × L × 10^(-3)其中，α表示光纤的损耗系数，单位是dB/km。
L表示光纤的长度，单位是米。
10^(-3)是一个单位转换系数，将光纤的长度从米转换为千米。
对于多模光纤，光纤的损耗和衰减与光纤的模式耦合有关。
通常，可以用以下公式来计算多模光纤的损耗和衰减：L_fiber(dB) = α × L × (1 + 1/2 × (λ/λ_c)^2)其中，λ表示光的波长，单位是纳米。
λ_c表示多模光纤的截止波长，单位也是纳米。
α表示光纤的损耗系数，单位是dB/km。
通过上述测试公式和修正公式，我们可以准确计算光纤噪声系数，并根据测试结果评估光纤信号传输质量的好坏。
级联系统的噪声系数
任务名称：级联系统的噪声系数1. 简介噪声系数是级联系统建模中的一个重要概念，用于描述信号中的噪声水平。
在级联系统中，噪声系数不仅影响系统的性能和可靠性，还对系统的设计和优化起到指导作用。
本文将详细探讨噪声系数在级联系统中的重要性，以及如何计算和减小噪声系数。
2. 噪声系数的概念噪声系数是指级联系统输出信号的噪声功率与输入信号的噪声功率之比。
噪声系数越小，表示级联系统对于噪声的抑制能力越强，输出信号的纯净度越高。
在实际应用中，噪声系数通常用分贝（dB）表示。
3. 噪声系数的计算噪声系数的计算可以通过两种方法：直接测量和分析模型。
3.1 直接测量直接测量是一种实际测量级联系统输入和输出功率的方法，然后根据功率之比计算噪声系数。
具体步骤如下： 1. 测量输入信号的功率，记为P_i； 2. 测量输出信号的功率，记为P_o； 3. 计算噪声系数N为 N = P_o / P_i。
3.2 分析模型当级联系系统具有特定的数学模型时，也可以通过分析模型来计算噪声系数。
分析模型通常基于级联系系统的传递函数和噪声功率谱密度。
4. 噪声系数的影响因素噪声系数的值受到多种因素影响，下面列举了一些主要因素：4.1 元件噪声元件噪声是级联系统的基本噪声源，包括电阻、电感、电容和晶体等元件的热噪声、1 / f 噪声等。
4.2 级联放大器的增益级联系统中的级数和每个级的放大器增益越大，总噪声系数也会越大。
4.3 级联放大器之间的耦合级联系统中的放大器之间存在耦合，如电容耦合、变压器耦合等，这些耦合会导致级联系统的噪声系数增加。
4.4 传输线的噪声级联系系统中传输线也会引入噪声，这是由于传输线的电阻、电感和电容等特性引起的。
5. 减小噪声系数的方法为了提高级联系统的性能，减小噪声系数至关重要。
下面列举了一些常用的减小噪声系数的方法：5.1 选择低噪声元件选择具有低噪声特性的元件可以有效降低级联系统的噪声系数。
例如，选择具有低热噪声、低1 / f 噪声的元件。
频谱仪噪声系数计算公式
频谱仪噪声系数计算公式引言频谱仪是一种用于测量信号频谱分布的仪器，广泛应用于无线通信、无线电广播等领域。
在频谱仪测量中，噪声系数（No is eF ig ur e）是一个重要的性能参数，它描述了频谱仪在信号频谱测量中引入的额外噪声和信噪比的下降。
本文将介绍频谱仪噪声系数的定义、计算公式以及其在实际应用中的意义。
什么是噪声系数噪声系数是衡量一个设备如何将输入信号的噪声传递到输出信号的一个指标。
在频谱仪的测量过程中，由于各种噪声源的存在，会引入额外的噪声到原始信号中，从而导致信噪比的下降。
噪声系数描述了这种信噪比下降的程度。
通常以分贝（d B）为单位表示，噪声系数越小，表示设备的性能越好。
噪声系数的计算公式频谱仪的噪声系数基本上由两个因素决定：输入和输出的信噪比。
如果设输入信噪比为SN R in，输出信噪比为S NR ou t，则噪声系数（N F）可以通过以下公式来计算：```N F=S NR ou t-SN Ri n```其中，S NR in和S NRo u t均以分贝（dB）表示。
噪声系数的意义噪声系数是频谱仪在信号频谱测量中的一个重要指标，它对测量结果的准确性和可靠性有着直接的影响。
较低的噪声系数表示频谱仪在测量过程中引入的额外噪声较少，能够更精确地测量信号的功率分布。
因此，较低的噪声系数意味着更高的测量精度和可靠性。
另外，噪声系数还与频谱仪的灵敏度和动态范围有关。
较低的噪声系数使得频谱仪能够测量较小的信号，提高了仪器的灵敏度。
同时，较低的噪声系数也扩大了频谱仪的动态范围，使其能够处理更高功率的信号，提高了测量的可靠性。
判断噪声系数的影响因素在实际应用中，噪声系数的大小可以通过以下因素进行判断：前端增益前端增益越大，输入信号在经过频谱仪之前被放大的程度越高，噪声也会相应增加。
因此，前端增益与噪声系数呈正相关关系。
加法噪声频谱仪本身的电路噪声也会被放大并叠加到输出信号中，从而增加了输出信号的噪声。
scw 噪声系数 -回复
scw 噪声系数-回复什么是噪声系数？如何计算噪声系数？噪声系数的意义是什么？本文将一步一步回答这些问题，并详细探讨噪声系数在不同领域的应用。
第一步：什么是噪声系数？噪声系数是用来量化信号中的噪声幅度的指标。
在各种信号处理领域，噪声是一个普遍存在的问题。
噪声系数可以帮助我们了解信号中噪声的程度，并为我们提供评估和优化信号质量的工具。
第二步：如何计算噪声系数？噪声系数的计算方法会根据具体的领域和应用而有所不同。
在一个典型的情况下，噪声系数可以通过以下公式计算：噪声系数（Noise Figure）= 信号加入噪声之后的信噪比（Signal-to-Noise Ratio，SNR）/ 信号源加入噪声之前的信噪比这个公式可以用来衡量一个设备或系统在信号传输过程中引入的噪声。
噪声系数通常以分贝（dB）的形式表示。
第三步：噪声系数的意义是什么？噪声系数是一种描述信号传输中噪声贡献的重要参数。
对于许多应用来说，保持噪声系数较低是至关重要的。
较低的噪声系数可以提高信号的质量，减少噪声对于信号的干扰，使得信号更加可靠，更易于解析和分析。
噪声系数还在通信系统和射频设备中起着重要的作用。
在这些领域，信号通常会经过放大器和其他处理步骤。
这些处理过程会引入噪声，从而降低信噪比。
通过优化噪声系数，可以最大限度地提高信号传输的质量和可靠性。
此外，噪声系数还在无线电接收器中具有重要意义。
接收器需要从各种噪声源中提取信号，并放大它们以进行后续处理。
通过降低噪声系数，接收器可以更好地区分信号和噪声，提高接收的灵敏度。
这对于无线通信和卫星导航等应用非常关键。
噪声系数还可以应用于声学工程、图像处理、生物医学等领域。
在这些领域，噪声系数可以帮助我们评估信号质量，优化信号处理算法，并提高测量和分析的准确性。
综上所述，噪声系数是一个重要的信号处理指标，用于量化信号中的噪声幅度。
通过计算噪声系数，我们可以评估和优化信号质量，并在各种领域中应用，包括通信系统、射频设备、无线电接收器以及声学工程、图像处理和生物医学等领域。
噪声系数的计算及测量方法（二）
噪声系数的计算及测量方法（二）噪声系数测量方法在无线通信系统中，噪声系数(NF)或者相对应的噪声因数(F)定义了噪声性能和对接收机灵敏度的贡献。
本文详细阐述这个重要的参数及其不同的测量方法。
噪声因数和噪声系数噪声系数有时也指噪声因数。
两者简单的关系为：NF=10*log10(F)定义噪声系数(噪声因数)包含了射频系统噪声性能的重要信息，标准的定义为：从这个定义可以推导出很多常用的噪声系数(噪声因数)公式。
噪声系数的测量方法随应用的不同而不同。
从表1可看出，一些应用具有高增益和低噪声系数(低噪声放大器(LNA)在高增益模式下)，一些则具有低增益和高噪声系数(混频器和LNA在低增益模式下)，一些则具有非常高的增益和宽范围的噪声系数(接收机系统)。
因此测量方法必须仔细选择。
本文中将讨论噪声系数测试仪法和其他两个方法：增益法和Y系数法。
使用噪声系数测试仪噪声系数测试/分析仪在图1种给出。
图1。
噪声系数测试仪，如Agilent公司的N8?73A噪声系数分析仪，产生28V DC脉冲信号驱动噪声源(HP346A/B)，该噪声源产生噪声驱动待测器件(DUT)。
使用噪声系数分析仪测量待测器件的输出。
由于分析仪已知噪声源的输入噪声和信噪比，DUT的噪声系数可以在内部计算和在屏幕上显示。
对于某些应用(混频器和接收机)，可能需要本振(LO)信号，如图1所示。
当然，测量之前必须在噪声系数测试仪中设置某些参数，如频率范围、应用(放大器/混频器)等。
使用噪声系数测试仪是测量噪声系数的最直接方法。
在大多数情况下也是最准确地。
工程师可在特定的频率范围内测量噪声系数，分析仪能够同时显示增益和噪声系数帮助测量。
分析仪具有频率限制。
例如，AgilentN8?73A可工作频率为10MHz至3GHz。
当测量很高的噪声系数时，例如噪声系数超过10dB，测量结果非常不准确。
这种方法需要非常昂贵的设备。
增益法前面提到，除了直接使用噪声系数测试仪外还可以采用其他方法测量噪声系数。
关于塔放中噪声系数的计算说明
关于塔放中噪声系数的计算说明1. 噪声系数的定义噪声系数的定义为inputout SN R F SN R = （1）它表征了通过系统后信噪比（SNR ：Signal to Noise Ratio ）的恶化程度，理想情况是系统没有附加额外的噪声，只是将输入信号和噪声同时放大，此时F ＝1。
然而实际中并不可能出现这种情况，在有源网络中，噪声除了同信号一样在增益作用下增加，还会额外加上由有源器件产生的热噪声、散粒噪声等（如图1所示），这使系统的SNR 变差；而对于衰减为L的无源网络，噪声为kTB ，而输出信号变为输入的1/L ，按照式（1）的定义，此时噪声系数为L 。
因此在通过系统后，SNR 将会变差，F >1。
一般情况下，我们习惯用dB 表示这一系数，即10log NF F = (2) 我们往往是知道了器件的噪声特性，想要得到整个系统的噪声系数。
图2给出了一个典型的级联系统框图，其中F 、G 分别代表各个部分的噪声因数、增益和带宽。
这样整个系统的噪声系数为图1放大器信号与噪声放大示意图32111121111n n ii F F F F F G G G G-=---=++++∏ (3) 从这个公式不难看出第一级的噪声系数对整体的噪声系数影响最大，因此在接收机中第一级往往是低噪声放大器（LNA ：Low Noise Amplifier ）。
我们所加的单向塔顶放大器也正是这种具有低噪声特性的放大器。
另一方面在公式（3）中，分母11n i i G -=∏其实可以看成是前面n －1级的总增益（这里的G是没有换算成dB 表示的）。
下面以一个例子来说明（3）式的应用。
2. 举例说明（1）取值接收机自身噪声系数：NF1=2.5 dB馈线损耗：L1=2dB （根据计算得到，这里是假设值）塔放的典型噪声系数：F1=1.6 dB馈线的噪声系数：F2=2dB塔放的接收增益：G1=12 dB接收系统的噪声系数：F3= NF1=2.5 dB馈线的增益：G2=-2dB（2）计算塔放的等效增益：TMA gain = （不加TMA 时噪声系数）—（加TMA 后噪声系数）=（接收机自身噪声系数+馈线损耗）—（塔放的噪声系数+（馈线的噪声系数—1）/（塔放的增益）+（接收系统的噪声系数—1）/（（塔放的增益）*（馈线的增益））） =（NF1+ L1）—（F1 +（F2 – 1）/ G1 +（F3 – 1）/（G1 * G2））=（NF1+ L1）—（10*log 10（F1 +（F2 – 1）/ G1 +（F3 – 1）/（G1 * G2）））图2 级联系统框图。
噪声系数的原理和测试方法
噪声系数的原理和测试方法噪声系数是指在信号传输或电路中，输入信号与输出信号之间的噪声功率比值。
在电子设备中，噪声是不可避免的，它会对信号质量和信息传输造成影响。
因此，通过衡量噪声系数可以评估电路或系统的噪声性能。
噪声系数与信噪比有密切关系，信噪比是信号与噪声功率之比。
噪声系数定义为系统输出信号的信噪比与输入信号的信噪比之比。
假设输入信噪比为SNR_in，输出信噪比为SNR_out，则噪声系数可以表示为：Noise Figure (NF) = 10 * log10 (SNR_out / SNR_in)一般来说，噪声系数越小越好，因为这意味着系统的噪声影响较小。
典型的噪声系数为1-10dB。
噪声系数测试方法：1.Y-法：该方法使用噪声源和两个输入阻抗相等的负载，在输入和输出之间测量电压和电流。
通过测量不同频率下输入和输出的电压和电流，可以计算噪声系数。
2.T-法：该方法使用一根传输线来连接两个负载。
在输入和输出之间测量噪声功率和信号功率，并通过计算噪声系数来评估系统的噪声性能。
3.电压比法：该方法使用两个电压噪声源，一个连接到输入端口，一个连接到输出端口。
通过测量输入和输出的电压噪声，并通过计算得出噪声系数。
4.天线法：该方法主要用于无线通信系统中。
通过将接收天线与信号源连接，测量天线输出端口的噪声功率和信号功率，并计算噪声系数。
无论使用哪种测试方法，都需要确保测试环境尽可能减少外界噪声的干扰，并使用高精度的测试仪器进行测量。
在实际应用中，噪声系数的测试常常是对整个系统的测量。
在设计电路或系统时，可以选择低噪声元件、减少电路增益以降低噪声等措施来改善系统的噪声性能。
总之，噪声系数是衡量电路或系统噪声性能的重要参数。
通过使用合适的测试方法，可以准确测量和评估系统的噪声系数，进而进行噪声优化和性能改进。
噪声系数计算公式
噪声系数计算公式在我们的日常生活和各种技术领域中，噪声是一个让人又爱又恨的存在。
有时候，它是夜晚让我们难以入眠的“小恶魔”；有时候，它又像是隐藏在复杂系统中的神秘“小精灵”，让工程师们为了找到它的规律而绞尽脑汁。
而今天咱们要聊的噪声系数计算公式，就是帮助我们抓住这个“小精灵”的有力工具。
先来说说什么是噪声系数吧。
简单来讲，噪声系数就是用来衡量一个系统或者设备引入噪声程度的一个指标。
想象一下，你正在听一首美妙的歌曲，但是音响里却时不时传来一些沙沙的杂音，这让人多扫兴啊！这个时候，噪声系数就能告诉我们，这音响到底有多“糟糕”，引入了多少不和谐的声音。
噪声系数的计算公式看起来有点复杂，但是别怕，咱们一点点来拆解。
它的基本公式是：噪声系数（NF）= 输入信噪比 / 输出信噪比。
这里的信噪比，就是信号功率与噪声功率的比值。
比如说，有一个放大器，输入信号的功率是 10 瓦，噪声功率是 1 瓦，那么输入信噪比就是 10:1 。
经过这个放大器放大后，输出信号的功率变成了 100 瓦，但是噪声功率也增加到了 10 瓦，输出信噪比就变成了 10:1 。
按照公式一算，噪声系数就是 10÷10 = 1 。
这说明这个放大器没有额外引入噪声。
但是实际情况可没这么简单，往往一个系统会由多个部分组成，这时候就得一步步来计算了。
我记得有一次，我在实验室里和学生们一起研究一个通信系统的噪声性能。
我们有一个接收前端，包括天线、滤波器和放大器。
通过测量，天线接收到的信号功率是 5 微瓦，噪声功率是 0.5 微瓦，输入信噪比就是 10:1 。
经过滤波器后，信号功率变成了 4 微瓦，噪声功率变成了 0.4 微瓦，这时候的信噪比还是 10:1 。
但是再经过放大器，输出信号功率变成了 40 微瓦，噪声功率变成了 4微瓦，输出信噪比就变成了 10:1 。
按照公式依次计算每个部分的噪声系数，然后再综合起来，可把我们累得够呛。
但是当最终得出结果，发现系统的噪声性能符合预期的时候，那种成就感简直无法形容。
频谱仪噪声系数计算
频谱仪噪声系数计算
频谱仪噪声系数计算是一项重要的技术，用于评估仪器的性能和精度。
在频谱分析中，噪声是一个重要的因素，它会影响信号的质量和可靠性。
因此，计算频谱仪的噪声系数是非常必要的。
噪声系数是指在输入信号功率恒定的情况下，输出信号与输入信号之比的平方根。
它通常用dB表示，其公式为：
N = 10 log10 (Sout / Sin)
其中，N为噪声系数，Sout为输出信号功率，Sin为输入信号
功率。
在计算噪声系数时，需要注意以下几点：
1. 输入信号的功率应该足够大，以保证输出信号的质量和稳定性。
2. 需要进行多次测量，并取平均值，以提高计算结果的准确性。
3. 在进行测量时，需要注意避免干扰源和噪声源的影响，以保证测量结果的可靠性。
4. 在计算结果时，需要考虑仪器本身的噪声，并进行相应的修正。
在实际应用中，噪声系数的计算对于频谱仪的性能评估和优化具有重要意义。
通过对噪声系数的测量和分析，可以了解仪器的噪声水平和灵敏度，进而优化频谱仪的设计和使用。
总之，频谱仪噪声系数计算是一项非常重要的技术，在应用中具有广泛的应用价值。
通过合理的测量和分析，可以提高频谱仪的性能和精度，进而为相关领域的研究和应用提供更加可靠和有效的工具和方法。
传统噪声系数计算的局限性及Spectrasys的噪声系数计算
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多路径引入噪声
在下图中，针对主通道进行传统噪声系数计算时，获得的噪声系数为3dB（仅 考虑功分器对主信号的损耗，而底噪不变）。这忽略了第二通道中的底噪经 RFAmp放大后，经功分器注入主通道的事实。
T 0 = IEEE standard noise temperature 290 K
CGAIN[n] = DCP[n] - DCP[0] (dB) DCP is the Desired Channel Power
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结论
Spectrasys中的噪声系数仿真和传统噪声系数定义有一定区别，其更能真实反 映链路的工作特性。 事实上，采用传统级联公式计算是需要满足的一系列假设条件的。如果 Spectrasys分析的系统满足与传统方法相同的假设条件，它的计算结果与传统 方法是完全一致的。这些假设条件包括：只能使用响应与频率无关的模块，如 衰减器，放大器；放大器必须是线性的并且反向隔离无限大；不能使用滤波器 ，因为滤波器带内的响应是随频率变化的；不能使用混频器，因为混频器有镜 像噪声；只能使用两端口元件；带宽必须非常窄。
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相位噪声
针对有用信号，若引入相位噪声，会引起其信噪比的恶化。如下图中的混频器 ，由于相位噪声和底噪进行叠加，会导致输出的信噪比减小，从而影响噪声系 数。
需要特别说明，在相噪远大于热噪的情况下，由于相噪和有用信号同时被放大 或衰减，将导致信噪比恒定，即噪声系数为零。
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Spectrasys级联噪声系数计算
n = stage number CNP = Channel Noise Power PNCP = Phase Noise Channel Power T a = Input noise temperature in degrees K (Generally this is 290 K unless the user has created a special source for this)
噪声系数计算方法
噪声系数计算方法噪声系数计算方法研究噪声的目的在于如何减少它对信号的影响。
因此，离开信号谈噪声是无意义的。
从噪声对信号影响的效果看，不在于噪声电平绝对值的大小，而在于信号功率与噪声功率的相对值，即信噪比，记为S／N（信号功率与噪声功率比）。
即便噪声电平绝对值很高，但只要信噪比达到一定要求，噪声影响就可以忽略。
否则即便噪声绝对电平低，由于信号电平更低，即信噪比低于1，则信号仍然会淹没在噪声中而无法辨别。
因此信噪比是描述信号抗噪声质量的一个物理量。
1 噪声系数的定义要描述放大系统的固有噪声的大小，就要用噪声系数，其定义为设Pi为信号源的输入信号功率，Pni为信号源内阻RS产生的噪声功率，Po和Pno分别为信号和信号源内阻在负载上所产生的输出功率和输出噪声功率,Pna表示线性电路内部附加噪声功率在输出端的输出。
已知噪声功率是与带宽B相联系的。
噪声系数与输入信号大小无关。
定义：Pni为信号源内阻Rs的最大输出功率，为kTB噪声系数的大小与四端网络输入端的匹配情况无关噪声系数的定义只适用于线性或准线性电路信噪比与负载的关系设信号源内阻为RS，信号源的电压为US（有效值），当它与负载电阻RL相接时，在负载电阻RL上的信噪比计算如下：在负载两端的信噪比结论：信号源与任何负载相接本不影响其输入端信噪比，即无论负载为何值，其信噪比都不变，其值为负载开路时的信号电压平方与噪声电压均方值之比。
2. 噪声系数的计算用额定功率和额定功率增益表示的噪声系数放大器输入信号源电路如图所示。
任何信号源加上负载后，其信噪比与负载大小无关，信噪比均为信号均方电压（或电流）与噪声均方电压（或电流）之比。
放大器的噪声系数NF为Pasi和Pao分别为放大器的输入和输出额定信号功率，Pani和Pano分别为放大的输入和输出额定噪声功率，Gpa为放大器的额定功率增益。
额定功率, 又称资用功率或可用功率, 是指信号源所能输出的最大功率, 它是一个度量信号源容量大小的参数, 是信号源的一个属性, 它只取决于信号源本身的参数——内阻和电动势, 与输入电阻和负载无关, 如图所示。
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Spectrasys对带宽及中心频率的确定
在Spectrasys中，通道噪声功率（CNP）是以通道频率（Path Frequency）为 中心，按照通道测量带宽（Channel Measurement Bandwidth）进行平均后获 得的。
如通道频率为1275MHz，且通道测量带宽为1Hz时，针对上图获得的级联噪声 系数为2dB。
在Spectrasys中，第二通道通道噪底被放大器抬高20dB，另外由于放大器的 噪声系数，还有5dB的噪声注入。故在功分器输出端，仿真获得的噪声功率为 25dB左右。
针对第二通道，进行噪声系数仿真，级联噪声系数为5dB左右。
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放大器源阻抗
针对放大器，其噪声系数应该为：
F = F min + ( r n / g s ) * ( | Y s - Y o | 2 )
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不考虑驻波，频响，带宽的影响
假定噪声来源于单一的路径 不考虑混频器的镜像噪声 不考虑增益压缩效应 不考虑相位噪声
在Spectrasys 中Equation Based Measurements使用传统级联公式进行系统指 标计算。
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驻波、频响、带宽的影响
在传统噪声系数计算时，默认增益及噪声系数在整个带宽内是恒定的。实际情 况下，特别是在链路中有滤波器时，噪声系数在整个带宽内是变化的。 如下图中，从1270MHz至1280MHz，带内噪声系数从2dB变化至4.5dB
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相位噪声
针对有用信号，若引入相位噪声，会引起其信噪比的恶化。如下图中的混频器 ，由于相位噪声和底噪进行叠加，会导致输出的信噪比减小，从而影响噪声系 数。
需要特别说明，在相噪远大于热噪的情况下，由于相噪和有用信号同时被放大 或衰减，将导致信噪比恒定，即噪声系数为零。
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Spectrasys级联噪声系数计算
如通道测量带宽变为2MHz（1274至1276MHz），则此时的级联噪声系数约为 3dB。 如果通道频率变化，则级联噪声系数也会随之改变。
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多路径引入噪声
在下图中，针对主通道进行传统噪声系数计算时，获得的噪声系数为3dB（仅 考虑功分器对主信号的损耗，而底噪不变）。这忽略了第二通道中的底噪经 RFAmp放大后，经功分器注入主通道的事实。
T 0 = IEEE standard noise temperature 290 K
CGAIN[n] = DCP[n] - DCP[0] (dB) DCP is the Desired Channel Power
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结论
Spectrasys中的噪声系数仿真和传统噪声系数定义有一定区别，其更能真实反 映链路的工作特性。 事实上，采用传统级联公式计算是需要满足的一系列假设条件的。如果 Spectrasys分析的系统满足与传统方法相同的假设条件，它的计算结果与传统 方法是完全一致的。这些假设条件包括：只能使用响应与频率无关的模块，如 衰减器，放大器；放大器必须是线性的并且反向隔离无限大；不能使用滤波器 ，因为滤波器带内的响应是随频率变化的；不能使用混频器，因为混频器有镜 像噪声；只能使用两端口元件；带宽必须非常窄。
传统噪声系数计算的局限性 及Spectrasys的噪声系数计算
安捷伦 EEsof EDA 谢成诚 cheng-cheng_xie@
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传统级联噪声系数
噪声系数指通过器件后，信噪比恶化的程度。传统级联噪声系数公式如下：
NF = F1 + (F2 - 1) / G1 + (F3 - 1) / G1G2 + ... + (Fn - 1) / G1G2...Gn-1 Spectrasys没有使用这种计算方法，因为其有以下局限：
n = stage number CNP = Channel Noise Power PNCP = Phase Noise Channel Power T a = Input noise temperature in degrees K (Generally this is 290 K unless the user has created a special source for this)
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CNF Cascaded Noise Figure 链路噪声系数 这一测量数据计算沿指定路径主通道内的级联噪声系数，其计算公式如下：
CNF[n] = CNP[n] + PNCP[n] - CNP at 290 K - PNCP[0] - cgain(DCP)[n]
- T a / T 0 + 1 (dB) 其中:
其考虑了放大器的最小噪声系数以及相对应的源阻抗源为完全匹配。
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增益压缩
很多情况下，级联放大器会出现增益压缩，而传统噪声系数计算时不考虑功率 ，默认放大器的增益为线性。
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混频器镜像噪声
对于存在混频器的电路，镜像频率会落在中频。除非使用镜像滤波器，否则镜 频处的底噪也会落入中频带宽，和原有底噪进行叠加。 传统噪声系数计算时不考虑镜像噪声对噪声系数的恶化。