噪声系数测试
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。
噪声系数测量手册1:噪声系数定义及测试方法
噪声系数测量手册Part 1. 噪声系数定义及测试方法安捷伦科技:顾宏亮一.噪声系数定义最常见的噪声系数定义是:输入信噪比/ 输出信噪比。
它是衡量设备本身噪声品质的重要参数,它反映的是信号经过系统后信噪比恶化的程度。
噪声系数是一个大于1的数,也就是说信号经过系统后信噪比是恶化了。
噪声系数是射频电路的关键指标之一,它决定了接收机的灵敏度,影响着模拟通信系统的信噪比和数字通信系统的误码率。
无线通信和卫星通信的快速发展对器件、子系统和系统的噪声性能要求越来越高。
输入信噪比SNR input=P i/N i输出信噪比SNR output=P o/N o噪声系数F =SNR input/SNR output通常用dB来表示NF= 10Log(F)假设放大器是理想的线性网络,内部不产生任何噪声。
那么对于该放大器来说,输出的功率Po以及输出的噪声No 分别等于Pi * Gain以及Ni*Gain。
这样噪声系数=(Pi/Ni)/(Po/No)=1。
但是现实中,任何放大器的噪声功率输出不仅仅有输入端噪声的放大输出,还有内部自身的噪声(Na)输出,下图为线性双端口网络的图示。
双端口网络噪声系数分析框图Vs: 信号源电动势Rs: 信号源内阻Ri: 双端口网络输入阻抗R L: 负载阻抗Ni: 输入噪声功率Pi: 输入信号功率No: 输出噪声功率Po: 输出信号功率Vn: 该信号源内阻Rs的等效噪声电压Ro: 双端口网络输出阻抗输出噪声功率: N o = N i * Gain + N a ; P o=P i * Gain噪声系数= (P i * N o)/(N i* P o) = (N i * Gain + N a) /(N i * Gain)= 1 + Na/(N i * Gain) > 1根据IEEE的噪声系数定义:The noise factor, at a specified input frequency, is defined as the ratio of (1) the total noise power per unit bandwidth available at the output port when noise temperature of the input termination is standard (290 K) to (2) that portion of (1) engendered at the input frequency by the input termination.”a.输入噪声被定义成负载在温度为290K下产生的噪声。
(6)噪声系数测试
信号发生器测量法
当被测噪声系数较大时,采用这种方法. 当被测噪声系数较大时,采用这种方法.
在被测系统输入端加入负载(环境温度约为290K),测量输出 在被测系统输入端加入负载(环境温度约为290K),测量输出 噪声功率P1。然后在输入端接上信号发生器, 噪声功率P1。然后在输入端接上信号发生器,使信号输出频率 在测量频带范围内。调整信号发生器的输出功率, 在测量频带范围内。调整信号发生器的输出功率,使被测系统 输出功率P2比P1高 dB。可得噪声系数: 输出功率P2比P1高3dB。可得噪声系数: Fsys=Pgen/KT0B 上式中P 是信号发生器的输出功率。 上式中Pgen是信号发生器的输出功率。
噪声系数计算
超噪比ENR( 超噪比ENR(Excess Noise Ratio) Ratio)
即
噪声源超过标准噪声温度T 热噪声的倍数。 噪声源超过标准噪声温度T0热噪声的倍数。
或
T − T0 ENR = T0
T − T0 ENR (dB) = 10 lg T0
噪声系数计算
Y系数方程
Th Tc ( − 1) − Y ( − 1) T0 T0 F = Y −1 Y (T c − T 0 ) ENR = [1 − ] Y −1 Th − T0
噪声系数计算
Y系数方程
F(dB) = 10 lg F = ENR(dB) − 10 lg(Y − 1) + ∆
式中
修正项
Y (Tc − T0 ) ∆ = 10lg[1 − ] Th − T0
当Tc等于标准温度T0时,修正项为零,因此 Tc等于标准温度 等于标准温度T 修正项为零,
噪声系数测量操作指导
• 13、对于测试较低的噪声系数,Device菜单中的 “RF Att”须设置为0dB。当测试高电平时,也可 增大“RF Att”设置值。 • 14、如需在频谱仪输入口串接二个衰减器时,需 将额定功率大的衰减器接在外面(保证待测产品 输出信号先经过大功率衰减器)。 • 15、执行 “2 nd stage Corr ON”校准后,数据并 不一定为零,若校准有效,选择框内颜色变为绿 色,否则校准为无效。校准后测试的产品必须有 5dB以上的增益,否则测试不准确。
• 5、设置Graphic: • 在FS-K3测试软件界面 上选择“Graphic”菜单, Graphic 出现“Graphic Setting”对话框:
• Y1 AXIS位于测试图形的左边,此项为噪声 系数显示刻度设置,本例设置Max输入框为 20dB,并选中auto scaling。 • Y2 AXIS位于测试图形的右边,此项为 DUT的增益显示刻度设置,一般设置Max输 入框内数值稍大于DUT最大增益,本例设 置为90dB,并选中auto scaling。 其它项设 置为缺省值。
噪声系数测量操作指导
利用频谱分析仪FSP进行测试
1、测试前准备工作:
• 1、仪器操作人员配带防静电腕带,穿防静 电服和防静电鞋。 • 2、使用三芯电源线,并确保FSP频谱仪良 好接地。 • 3、使用GPIB电缆将FSP频谱仪与测试电脑 的GPIB接口连接起来。
2、开机并进入噪声系数测试软件 FS-K3:
12、注意事项 、
• 1、必须在打开仪器前接上鼠标、键盘、打印机和 GPIB电缆,不可带电插拔打印机、GPIB电缆。 • 2、在测试整机(双工)产品时,测试上行(或下 行)噪声系数时,必须先断开下行(或上行)链 路,或在噪声源前串接2个相应频段的隔离器。 • 3、在测试模块产品噪声系数时,必须在噪声源 NC346B前接上相应频段的隔离器。 • 4、RBW设置不能大于待测产品的带宽,测试载 波选频产品时尤其注意。
频谱仪测噪声系数测试方法
频谱仪测噪声系数测试方法
频谱仪测噪声系数是一种可以衡量电器设备噪声水平的测试方法。
噪声系数通常用于衡量信号电路中信号与噪声的比值。
如下是频谱仪测噪声系数的测试方法。
1. 计算输入功率与输出功率之比
首先,在测试过程中,必须确定测试电路的输入功率和输出功率。
输入功率和输出功率之比是计算噪声系数的关键。
在某些情况下,输入功率与输出功率可能需要进行校准。
2. 连接频谱仪
将频谱仪连接到测试电路的输入和输出端口。
确保测试电路的噪声源已关闭,并且频谱仪已正确配置和校准。
3. 设置频谱仪
根据测试电路的特定需要,设置频谱仪的参数。
这包括频率跨度、频率分辨率、RBW(分辨带宽)和VBW(视频带宽)等参数。
4. 测量输出功率噪声
在没有输入信号的情况下,测量测试电路的输出噪声功率。
在某些情
况下,需要在输出端口使用负载以测量噪声功率。
5. 注入输入电信号
在测试电路的输入端注入一个准确的电信号,并测量频谱仪的输出。
将输出功率与测量输出噪声功率的结果进行比较,可以计算出噪声系数。
6. 计算噪声系数
通过将输出功率与测量输出噪声功率之比除以输入功率与输出功率之比,可以计算出噪声系数。
通常,噪声系数表示为dB。
在完成测试后,可以对测试结果进行数据分析和报告编制。
这样,测试人员可以将测试结果以可读的形式呈现给客户或其他利益相关者。
噪声系数测量
Fsys
?
Pgen KT0 B
பைடு நூலகம்GPg ? GN IN ? N ? 2GN IN ? 2N
GPg ? GN IN ? N
F ? GN IN ? N GN IN
F ? GPg ? Pg GN IN N IN
代入
信号源
F ? Pg KT0 B
DUT 功率计
? (ENR ? F ) 1 ? ENR ? 1 FF
Y ? 1 ? ENR F
F ? ENR Y ?1
测出Y,已知ENR就算出噪声系数F。 NF=10LogF。
Y=N2/N1
未加电 : N1=GKT0B+Na
加电: N2=GTHNaKB+N a
N2=YN1=Y(GKT0B+Na)
GTHKB+N a=Y(GKT0B+Na)
0
ENR/(Y-I)
4.信号发生器测量法
当被测系统噪声系数较大时,可采用信号发生器测量方法。
在被测系统输入端加入负载(环境温度约290K),测量输出噪声
功率P1。然后在输入端加入信号发生器,使信号发生器输出频率在
测量范围内。调整信号发生器输出功率,使被测系统输出功率P2比
P1高3dB。可得出噪声系数:
测试结果
频谱分 析仪
-50dBm -70dBm
RBW=100KHz
噪声密度PND=-70dBm-10Log(100000Hz)=-120dBm 计算结果:NF=-120dBm+174-(-50dBm-(-100dBm)=4dB
(3) Y因子法
图 5-5Y 因子法测试噪声系数
超噪比 : ENR ? TH ? 290 290
Y系数法的噪声系数测试
噪声系数的测量_DUT 测试
校准完成后, 按下面右图连接噪声源和DUT, 然后按RUN CONT 键, 最后按 Trace 键。
噪声系数的测量_DUT 测试
选择 List,测试的噪声系数,噪声温度及增益显示如下。
噪声系数的测量的不确定度
•ENR不确定度 •频谱仪噪底的不确定度 •环境温度的影响 •外部干扰信号 •失配误差 •……
Y系数法的噪声系 数测试
目录
1、噪声系数测量基本概念 2、噪声系数测试原理 3、噪声系数测试方法 (R&S FSV) 4、 噪声系数测量的不确定度
噪声系数基本概念
噪声系数基本概念
噪声系数基本概念_器件噪声
噪声系数基本概念_噪声系数
噪声系数基本概念_噪声温度
噪声系数测量基本概念_超噪比
噪声系数测量原理
噪声系数的测量的误差源_环境温度
数测量原理
噪声系数的测量步骤
第三步的手动计算记标繁琐, 可通过R&S的NF测试选件自动计算完成。
噪声系数的测量_校准
按下面右图连接好噪声源, 然后按Mode 键 并选择 Noise Figure 测试选件。
噪声系数的测量_校准
依次点击 Frequency setting, ENR setting, Loss setting ( measure setting和 display setting 用默认设置即可), 完成相关的设置后, 然后点击cal. 不同频点的ENR的值在噪声源上可以找到。
接收机噪声系数测试方法
接收机噪声系数测试方法(实用版4篇)篇1 目录1.引言2.噪声系数的定义和重要性3.传统噪声系数测量方法的局限性4.多通道射频接收机测量噪声系数的方法5.结论篇1正文接收机噪声系数测试方法是一种用于评估射频接收机性能的重要技术手段。
噪声系数是描述接收机前端放大器噪声特性的参数,它直接影响到接收机的灵敏度和信噪比。
因此,对接收机噪声系数的精确测量具有重要的实际意义。
一、引言射频接收机广泛应用于通信、广播、导航等领域,其性能指标直接影响到整个系统的性能。
噪声系数是描述接收机前端放大器噪声特性的参数,它直接影响到接收机的灵敏度和信噪比。
因此,对接收机噪声系数的精确测量具有重要的实际意义。
二、噪声系数的定义和重要性噪声系数(Noise Figure,NF)是指接收机前端放大器在输入信号一定时,输出信号噪声功率与输入信号噪声功率之比。
噪声系数越小,表示接收机前端放大器的噪声性能越好,灵敏度和信噪比越高。
因此,噪声系数是评估接收机性能的重要参数之一。
三、传统噪声系数测量方法的局限性传统的噪声系数测量方法主要包括噪声源法、噪声桥法和反射法等。
这些方法在测量低噪声系数的接收机时存在一定的局限性,主要表现在以下几个方面:1.测量范围有限:传统方法的测量范围通常在 100 MHz 以下,对于高频噪声系数的测量能力较弱。
2.测量精度受限:传统方法的测量精度受到噪声源、测试环境和被测器件等因素的影响,难以实现高精度测量。
3.测量时间较长:传统方法的测量时间通常较长,不利于高效、快速地评估接收机性能。
四、多通道射频接收机测量噪声系数的方法针对传统噪声系数测量方法的局限性,研究人员提出了多种针对多通道射频接收机的噪声系数测量方法。
这些方法主要利用多通道切换、噪声注入和数字信号处理等技术来实现高精度、高效率的噪声系数测量。
1.多通道切换测量法:通过设计多个射频开关,实现不同通道之间的切换,从而在不同通道切换的过程中测量噪声系数。
噪声系数的含义和测量方法
噪声系数的含义和测量方法
噪声系数是指信号的输入与输出之间的不匹配程度。
它描述了信号传
输中由于不同因素引入的噪声与理论信号的误差比例。
噪声系数越低,表
示信号传输的质量越好。
测量噪声系数的方法主要有两种:器件法和级联法。
1.器件法:这种方法通过对测试样品进行直接测试来测量噪声系数。
测试过程中,利用馈电器件法将器件与参考元件相比较。
参考元件是已知
噪声性能的稳定器件,通常是一种电阻。
通过将被测器件和参考电阻器件
进行比较,可以计算出被测器件的噪声系数。
测量噪声系数时需要注意以下几点:
1.测试环境的干扰要尽可能减少,如尽量避免有其他电磁干扰源的存在。
2.测试过程中需要采用高灵敏度的仪器和设备进行测量,以保证准确性。
3.测量结果可能受到温度、频率等因素的影响,需要进行相应的修正。
4.测量时需要注意信号与噪声的区分,以避免噪声信号被错误地计入
信号中。
噪声系数的大小与信号传输过程中的损耗和噪声有关。
信号传输过程
中会受到各种因素的影响,如电阻、电感、电容、温度等。
这些因素会引
入噪声,导致信号损失和畸变。
噪声系数表示噪声引入的程度,即信号损
失与噪声之间的比值。
测量噪声系数的目的是为了评估信号传输的质量,找出信号传输过程
中引入的噪声和损耗。
这样可以针对噪声源采取相应的优化和改善措施,
提高信号传输系统的性能。
对于需要高质量信号的应用领域,如通信系统、射频系统等,噪声系数的测量和优化具有重要的意义。
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。
噪声系数测量方法
噪声系数测量的三种方法摘要:本文介绍了测量噪声系数的三种方法:增益法、Y系数法和噪声系数测试仪法。
这三种方法的比较以表格的形式给出。
前言在无线通信系统中,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。
本篇应用笔记详细阐述这个重要的参数及其不同的测量方法。
噪声指数和噪声系数噪声系数(NF)有时也指噪声因数(F)。
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:式1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。
下表为典型的射频系统噪声系数:Category MAXIMProductsNoise Figure*Applications Operating Frequency System GainLNA MAX2640Cellular, ISM400MHz ~ 1500MHzLNA MAX2645HG: WLL~ HG: LG: WLL~ LG:Mixer MAX2684LMDS, WLL~ 1dBMixer MAX998212dB Cellular, GSM825MHz ~ 915MHzReceiverSystemMAX2700~ 19dB PCS, WLL~ < 80dB* HG = 高增益模式,LG = 低增益模式噪声系数的测量方法随应用的不同而不同。
从上表可看出,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的N8973A噪声系数分析仪,产生28VDC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)。
Y系数法的噪声系数测试
噪声系数的测量的误差源_环境温度
噪声系数的测量的误差源_外部干扰
Y系数法的噪声系 数测试
目录
1、噪声系数测量基本概念 2、噪声系数测试原理 3、噪声系数测试方法 (R&S FSV) 4、 噪声系数测量的不确定度
噪声系数基本概念
噪声系数基本概念
噪声系数基本概念_器件噪声
噪声系数基本概念_噪声系数
噪声系数基本概念_噪声温度
噪声系数测量基本概念_超噪比
噪声系数测量原理
噪声系数的测量_DUT 测试
校准完成后, 按下面右图连接噪声源和DUT, 然后按RUN CONT 键, 最后按 Trace 键。
噪声系数的测量_DUT 测试
选择 List,测试的噪声系数,噪声温度及增益显示如下。
噪声系数的测量的不确定度
•ENR不确定度 •频谱仪噪底的不确定度 •环境温度的影响 •外部干扰信号 •失配误差 •……繁琐, 可通过R&S的NF测试选件自动计算完成。
噪声系数的测量_校准
按下面右图连接好噪声源, 然后按Mode 键 并选择 Noise Figure 测试选件。
噪声系数的测量_校准
依次点击 Frequency setting, ENR setting, Loss setting ( measure setting和 display setting 用默认设置即可), 完成相关的设置后, 然后点击cal. 不同频点的ENR的值在噪声源上可以找到。
接收机噪声系数测试方法
接收机噪声系数测试方法接收机噪声系数测试方法接收机噪声系数是评估接收机的性能指标之一,用于衡量接收机对于输入信号噪声的抑制能力。
现阐述几种常用的接收机噪声系数测试方法。
1. 差模法通过把差模信号与互模信号进行比较,来计算接收机的噪声系数。
差模法由于其测量方法简单易行,被广泛应用于接收机噪声系数的测试。
2. 自相关法自相关法是通过信号与其自身相互比较,从而计算出接收机的噪声系数。
这种方法对于噪声系数测量具有较高的精度和可靠性。
基于相关器的自相关法基于相关器的自相关法是将接收机信号与其输入信号进行相关操作,得到相关功率,进而计算出噪声系数。
基于功率谱的自相关法基于功率谱的自相关法是通过信号的功率谱密度来计算接收机的噪声系数。
这种方法相对简单,并且适用于单频信号和宽带信号。
3. 热噪声法热噪声法是通过测量接收机的输出噪声功率和输入信号功率之比,来计算接收机的噪声系数。
这种方法在实际应用中被广泛采用,尤其适用于高频接收机的噪声系数测试。
电压法电压法通过测量接收机输出的噪声电压和输入信号的噪声电压之比,来计算接收机的噪声系数。
带宽法带宽法通过测量接收机输出的噪声功率和输入信号的功率之比以及输入信号的带宽,来计算接收机的噪声系数。
4. 效果评估方法除了上述的测试方法外,还可以通过评估接收机的性能指标来间接评估接收机的噪声系数。
例如,接收机的灵敏度、选择性、抗干扰能力等指标都与噪声系数有一定的相关性。
以上是几种常用的接收机噪声系数测试方法,不同的方法适用于不同的场合和需求。
在进行测试时,需要根据具体情况选择合适的方法,并结合其他评估指标来全面评估接收机的性能表现。
5. 精确度评估方法在进行接收机噪声系数测试时,除了选择合适的测试方法外,还需要考虑测试的精确度。
以下是几种常用的精确度评估方法:相对精确度评估法相对精确度评估法是通过比较测试结果与参考值之间的差异,来评估测试的精确度。
可以使用统计方法来计算与参考值之间的误差,例如均方根误差、绝对相对误差等。
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。
接收机噪声系数测试方法
接收机噪声系数测试方法接收机的噪声系数是衡量其信号接收能力的重要指标之一、噪声系数表示接收机输入信号与输出信号之间的信噪比损失。
噪声系数越小,接收机的信噪比损失越小,其性能越好。
为了保证接收机的正常工作,需要定期对其噪声系数进行测试。
接收机的噪声系数测试可通过外参考源法或内参考源法来进行。
一、外参考源法:使用外部噪声源作为参考源来测试接收机的噪声系数。
一般情况下,可以使用陶瓷电阻、热电偶和大气热噪声等作为外参考源。
1.陶瓷电阻法:陶瓷电阻法是一种常用的测试方法,其原理是使用陶瓷电阻作为产生噪声的源,通过测量输出信号的功率和输入信号的功率来计算噪声系数。
测试步骤如下:1)将陶瓷电阻与接收机的输入端相连接;2)打开接收机,通过调节陶瓷电阻的阻值,使得接收机输出的信号功率达到最大;3)测量陶瓷电阻的阻值、接收机输出信号的功率和输入信号的功率;4)根据功率的大小计算噪声系数。
2.热电偶法:热电偶法是利用热电偶作为外参考源,通过测量输出信号的功率和热电偶的温度来计算噪声系数。
测试步骤如下:1)将热电偶与接收机的输入端相连接;2)打开接收机,通过调节热电偶的温度,使得接收机输出的信号功率达到最大;3)测量热电偶的温度、接收机输出信号的功率和输入信号的功率;4)根据功率和温度的大小计算噪声系数。
3.大气热噪声法:大气热噪声法是利用地球大气的热噪声作为外参考源,通过测量输出信号的功率和大气热噪声的温度来计算噪声系数。
测试步骤如下:1)将天线与接收机的输入端相连接;2)选取一个没有无线电源干扰的地点进行测量;3)打开接收机,测量接收机输出信号的功率和大气热噪声的温度;4)根据功率和温度的大小计算噪声系数。
使用外参考源法进行噪声系数测试的优点是测试结果准确,可靠性高。
但同时需要提前准备好相应的外参考源。
二、内参考源法:使用接收机自身内部的参考源来进行噪声系数测试,常用的内参考源包括内部噪声源、参考输入端口和本地参考振荡器等。
FSP频谱仪测试噪声系数
13、打印、保存 13、打印、保存
单击 打印 图标,将测试的数据打印出 来。 在菜单File 中选择Export WMF命令 , 可将测试结果保存。 测试完成后,可在菜单File 中选择 Save Setting 命令,将参数设置保存起来,并 命名,以便下次测试相同产品时调用 (调用命令选择 Load Setting)。
口外接合适的衰减器,外接衰减器的大小 口外接合适的衰减器 原则:产品的增益与衰减器的衰减值之差 小于60dB,二者之差推荐为20dB~30dB。 当测试高增益、高功率产品时,需加大衰 减器,保护频谱仪输入口ATT与混频器不受 损坏。如果测试产品增益G=90dB,需外接 衰减值≥50dB的衰减器。
•当测量高增益产品时,须在频谱仪的输入 须在频谱仪的输入
4、频率参数设置
FS-K3测试软件界面上左侧 在“Create freq list ”选择“Direct”选项,并设置所期望 的测试频段,如测试宽带GSM产品上行(890MHz~915MHz)噪声 系数,使用键盘设置“Start”输入框为890MHz,“Stop” 输入 框为915MHz,步进“Step”输入框为500KHz,则有51个测试频 点。
11、测试 11、测试
如下图接入待测产品,选中“All freq”, 并单击“RUN”,进行测量。
12、测试读数 12、测试读数
(1)单击 图标,测试区域将显示所设 置频段内测试图形。通过测试图形,可观 察测试的噪声系数曲线和增益曲线的趋势, 及判断正常与否。 (2)单击 图标,测试区域将显示每一 个测试频点的测试数据。
5、超噪比ENR设置
在FS-K3测试软件界面上选择“ENR”菜单, 出现“编辑ENR列表”对话框: 在此对话框中,将此次测试所用的 噪声源NC346B上所标的ENR列表按对应频 率输入相应位置,一般设置频率比测试 频率高1GHz即可。并选中单选按钮“ENR Table”,使所设置ENR列表与所用噪声源 ENR对应并有效,否则对所有频点均为一 个固定值(如:15.00dB)。在”Room temperature”输入框中将本次测试的环 境 温 度 输 入 , 单 位 为 “ K” 。 然 后 点 击 “OK”,ENR参数设置完毕。
噪声系数测量方法
噪声系数测量方法
噪声系数是衡量信号与噪声之间的关系的一个重要参数,对于电子设
备的设计和性能评估非常关键。
测量噪声系数的方法有很多种,下面将介
绍几种常用的测量方法。
1.前后噪声对比法:
这是一种最常见的测量噪声系数的方法。
该方法基于一个简单的原理:在测量系统的输入端加上一个噪声发生器,将测量系统的输出与加入噪声
的输入进行对比。
根据对比结果可以计算出噪声系数。
2.两温度法:
该方法基于系统的噪声和两个不同温度的噪声源之间的关系。
首先将
测量系统连接到一个标准噪声源,将噪声标准化到一个已知的温度(通常
为290K),得到一个已知噪声源的噪声系数。
然后将测量系统连接到一
个更热的噪声源(比如一个高温电阻器),再次测量噪声系数。
最终可以
通过这两个噪声系数的比值计算出测量系统的噪声系数。
3.热噪声法:
4.经验法:
这是一种基于经验公式或计算模型来估计噪声系数的方法。
该方法适
用于对于特定类型的电子设备,已经有了较为准确的计算模型,可以通过
模型计算出噪声系数。
需要注意的是,不同的测量方法适用于不同的噪声特性和测量对象。
在进行噪声系数测量时需要考虑设备的工作频率范围、输入输出阻抗匹配
等因素,并选择适当的测量方法。
同时,测量误差也是不可避免的,因此需要在测量过程中采取一些校准和补偿措施来提高测量精度。
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。
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噪声系数测试
1 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。
这些方法需要更多测量和计算,但是在某种条件下,这些方法更加方便和准确。
其中一个常用的方法叫做“增益法”,它是基于前面给出的噪声因数的定义:
在这个定义中,噪声由两个因素产生。
一个是到达射频系统输入的干扰,与需要的有用信号不同。
第二个是由于射频系统载波的随机扰动(LNA ,混频器和接收机等)。
第二种情况是布朗运动的结果,应用于任何电子器件中的热平衡,器件的可利用的噪声功率为:
P NA = kTΔF,
这里的k = 波尔兹曼常量(1.38 * 10-23焦耳/ΔK),
T = 温度,单位为开尔文
ΔF = 噪声带宽(Hz)
在室温(290ΔK)时,噪声功率谱密度P NAD = -174dBm/Hz 。
因而我们有以下的公式:
NF = P NOUT - (-174dBm/Hz + 10 * log 10(BW) + 增益) //20*log10(BW)
在公式中,P NOUT 是已测的总共输出噪声功率,-174dBm/Hz 是290°K 时环境噪声的功率谱密度。
BW 是感兴趣的频率带宽。
增益是系统的增益。
NF 是DUT 的噪声系数。
公式中的每个变量均为对数。
为简化公式,我们可以直接测量输出噪声功率谱密度(dBm/Hz),这时公式变为:
NF = P NOUTD + 174dBm/Hz - 增益
为了使用增益法测量噪声系数,DUT 的增益需要预先确定的。
DUT 的输入需要端接特性阻抗(射频应用为50Ω,视频/电缆应用为75Ω)。
输出噪声功率谱密度可使用频谱分析仪测量。
增益法测量的装置见图2。
图2.
下测量得到的增益为80dB。
作为一个例子,我们测量MAX2700噪声系数的。
在指定的LNA增益设置和V
AGC
接着,如上图装置仪器,射频输入用50Ω负载端接。
在频谱仪上读出输出噪声功率谱密度为-90dBm/Hz。
为获得稳定和准确的噪声密度读数,选择最优的RBW (解析带宽)与VBW (视频带宽)为RBW/VBW = 0.3。
计算得到的NF为:
-90dBm/Hz + 174dBm/Hz - 80dB = 4.0dB
只要频谱分析仪允许,增益法可适用于任何频率范围内。
最大的限制来自于频谱分析仪的噪声基底。
在公式
- 增益)接近于-170dBm/Hz,通常LNA的增益约为20dB。
中可以看到,当噪声系数较低(小于10dB)时,(P
OUTD
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。
在我们的例子中,系统增益非常高,因而大多数频谱仪均可准确测量噪声系数。
类似地,如果DUT的噪声系数非常高(比如高
于30dB),这个方法也非常准确。