噪声系数相关

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模拟技术知识课堂-噪声系数的计算及测量方法三

模拟技术知识课堂-噪声系数的计算及测量方法三

模拟技术知识课堂:噪声系数的计算及测量方法三于上面的式子。

根据噪声系数定义,F=Tn/290+1,F 是噪声因数(NF=10*log(F)),因而Y=ENR/F+1。

在这个公式中,所有变量均是线性关系,从这个式子可得到上面的噪声系数公式。

我们再次使用MAX2700 作为例子演示如何使用Y 因数法测量噪声系数。

装置图见图3。

连接HP346AENR 到RF 的输入。

连接28V 直流电压到噪声源头。

我们可以在频谱仪上监视输出噪声功率谱密度。

开/关直流电源,噪声谱密度从-90dBm/Hz 变到-87dBm/Hz。

所以Y=3dB。

为了获得稳定和准确的噪声功率谱密度读数,RBW/VBW 设置为0.3。

从表2 得到,在2GHz 时ENR=5.28dB,因而我们可以计算NF 的值为5.3dB。

以上讨论了测量射频器件噪声系数的三种方法。

每种方法都有其优缺点,适用于特定的应用。

表3 是三种方法优缺点的总结。

理论上,同一个射频器件的测量结果应该一样,但是由于射频设备的限制(可用性、精度、频率范围、噪声基底等),必须选择最佳的方法以获得正确的结果。

<CENTER style=“WORD-SPACING: 0px; FONT: 14px/25px 宋体, arial; TEXT-TRANSFORM: none; COLOR: rgb(0,0,0); TEXT-INDENT: 0px; WHITE- SPACE: normal; LETTER-SPACING: normal; Btips:感谢大家的阅读,本文由我司收集整编。

仅供参阅!。

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。

灵敏度和噪声系数

灵敏度和噪声系数

信纳比:SINAD=(S+N+D)/(N+D) S是信号功率N是噪声功率D是失真功率噪声系数和灵敏度都是衡量接收机对微弱信号接收能力的两种表示方法,它们是可以相互换算的。

1.定义(1)噪声系数Nf是指:接收机输出端测得的噪声功率与把信号源内阻作为系统中唯一的噪声源而在输出端产生的热噪声功率之比(两者应在同样温度下测得)。

噪声系数常用的定义是:接收机输入端信噪比与其输出端信噪比之比。

即:Nf =(Pc入/Pn入)÷(Pc出/Pn出)噪声系数也可用dB表示:Nf(dB)=10lgNf(2)灵敏度是指:用标准测试音调制时,在接收机输出端得到规定的信纳比(S+N+D /N+D)或信噪比(S+N+D/N)且输出不小于音频功率的50%情况下,接收机输入端所需要的最小信号电平(一般情况下,信纳比取12dB,而信噪比取20dB)。

这个最小信号电平可以用电压Umin(μv或dBμv)表示,也可以用功率P(mw)或P(dBm)表示。

需要注意的是:(A)用电压Umin表示灵敏度时,通常是指电动势(即开路电压),而不是接收机两端的电压。

在匹配时,Ur=Umin/2∴Ur=(dBμv)=Umin(dBμv)-6读数指示是否是开路电压,可在测完灵敏度后,把接收机断开(即信号源开路),看信号源读数是否改变,若不变就是开路电压(电动势),若变大了近一倍就是端电压。

(B)用功率表示灵敏度时,却是接收机(负载Rr)所得到的功率,所以Pmin=Ur^2/Rr=Umin^2/4Rr∴Pmin(dBm)=Ur(dBμv)-107=Umin(dBμv)-6-107=Umin(dBμv)-113 即用dBm表示的灵敏度等于用dBμv表示的灵敏度减去113分贝∴Pmin(dBw)=Umin(dBμv)-143例:已知某接收机灵敏度为0.5μv,阻抗为50Ω。

求:用功率表示灵敏度应为多少?Pmin=(0.5×10-6)^2/(4×50)=0.125×10-14(W)Pmin(dBm)=-149dBw=-119dBm又∵0.5μv用分贝表示为20lg0.5=-6dBμv∴Pmin(dBm)=-6-113=-119(dBm)=-149dBw2.灵敏度与噪声系数的相互换算按定义,结合实际测量,得输入电动势表示的灵敏度为:Umin=e={4KTBR·Nf·C/N }式中,R为接收机输入阻抗(50Ω),Nf为接收机噪声系数:B为噪声带宽,它近似等于接收机中频带宽(对于超高频话机B=16KHz);C/N为限幅器输入端门限载噪比(其典型值为12dB);K为波尔兹曼常数(1.37×10-23J/K);T为信号源的绝对温度(K),对于常温接收机,T=290°K。

噪声常用计算公式整汇总

噪声常用计算公式整汇总

目录一、相关标准及公式 (3)1)基本公式 (3)2)声音衰减 (4)二、吸声降噪 (5)1)吸声实验及吸声降噪 (6)2)共振吸收结构 (7)三、隔声 (8)1)单层壁的隔声 (8)2)双层壁的隔声 (9)3) 隔声测量................................... 错误!未定义书签。

4)组合间壁的隔声及孔、缝隙对隔声的影响 (10)5)隔声罩 (10)6)隔声间 (10)7)隔声窗 (11)8)声屏障 (11)9)管道隔声量 (12)四、消声降噪 (12)1)阻性消声器 (12)2)扩张室消声器 (14)3)共振腔式消声器 (15)4)排空放气消声器 (13)压力损失 (13)气流再生噪声 (13)五、振动控制 (16)1)基本计算 (16)2)橡胶隔振器(软木、乳胶海棉) (16)3)弹簧隔振器 (18)重要单位: 1N/m=1kg/s2 1r/min=1/60HZ 标准大气压1.013*105 气密度5273.2=1.29 1.01310PT ρ⨯⨯⨯基准声压级Po=10*105 基准振动加速度10-6m/s2 1Mpa=1000000N/m2倍频程测量范围: 中心频率两侧70.7%带宽;1/3倍频程测量范围: 中心频率两侧23.16%带宽 一、相关标准及公式 1)基本公式声速331.50.6c t =+ 声压与声强的关系22P I=cv cρρ= 其中v wA =,单位:W/m 2声能密度和声压的关系,由于声级密度I cε=,则22P c ερ= J/m 3质点振动的速度振幅p Iv c pρ== m/s《环境影响噪声控制工程—洪宗辉P11》 A 计权响应与频率的关系见下表《注P350》等效连续A 声级0.1110lg10AiL eq ti tiiL =∆∆∑∑ ti ∆第i 个A 声级所占用的时间昼夜等效声级0.10.1(10)5310lg 101088dnL L dn L +⎡⎤=+⎢⎥⎣⎦22:00~7:00为晚上本底值90L ,2109050()60AeqL L L L -=+如果有N 个相同声音叠加,则总声压级为110lg p p L L N =+ 如果有多个声音叠加10110lg(10)PIL Np i L ==∑声压级减法101010lg(1010)PT PB L L PS L =-背景噪声(振动)修正值2)声音衰减 (1)点声源常温时球面声波扩散的表达式210lg4p w QL L rπ=+ 半径分别为r 1和r 2两点的扩散声压级差2120lg d r A r = 自由空间120lg 11p w L L r =-- 半自由空间120lg 8p w L L r =--(2)线声源声压级:110lg 3p w L L r =--半径分别为r 1和r 2两点的扩散声压级差2110lg d r A r = 声屏障计算规范 (3)有限长线声源如果测得在0r 处的声压级为0()P L r ,设线声源长为l 0,那么距r 处的声压: 当000r l r l >>且时,可近似简化为()0()()20/P P o L r L r r r =-,即在有限长线声源的远场,有限长线声源可当作点声源处理。

专题讲解:信噪比和噪声系数

专题讲解:信噪比和噪声系数

Psi Pso
Pni Pno
或用dB表示为
(NF )dB
10 lg
Psi Pso
Pni Pno
噪声系数通常只适用线性网络,因为非线性电路会产
生信号和噪声的频率变换,噪声系数不能反映系统的附
加噪声性能。
若设线性网络的功率增益
Gp
Po Pi
则噪声系数可以改写为
NF
Psi Pso
Pni Psi Pno Pno Pno Pso Pni Gp Pni
1 GpkTeB GpkTo B
1 Te To
8.3.2
所以,等效噪声温度为
Te (NF 1)To
式中,To 是标准温度,在一般情况下,可以认为To=290K。 当 Te=0时(网络内部无噪声),NF=l,NF (dB)=0dB
当 Te=290K。(内部噪声等于外部噪声)时,NF=2,
NF (dB)=3dB。
小的管子(可由手册查得,但NF 必须是高频工作时 的数值)。除采用晶体管外,目前还广泛采用场效应管
做放大器和混频器,因为场效应管的噪声电平低,尤其
是最近发展起来的砷化镓金属半导体场效应管
(MESFET),它的噪声系数可低到0.5~ldB。
在电路中,还必须谨慎地选用其他能引起噪声的电 路元件,其中最主要的是电阻元件。宜选用结构精细的 金属膜电阻。
故 Pno 可表示为 Pno GpH1GpH 2kTB GpH 2Pano1 Pano2
由式 NF
Pno kTBGpH
1 Pano kTBGpH
可求得第一级、第二级
网络的内部噪声 Pano1和Pano2 为
Pano1 (NF1 1)GpH1kTB
Pano2 (NF 2 1)GpH 2kTB

噪声系数系列:噪声来源、定义及影响

噪声系数系列:噪声来源、定义及影响

噪声系数系列:噪声来源、定义及影响RF测试笔记是业界一线工程师通过理论和实践相结合的方式介绍射频微波测试技术的专栏,主要涵盖噪声系数、数字调制、矢网、频谱分析、脉冲信号等内容。

如有想看到的内容或技术问题,可以在文尾写下留言。

曾经听业内人士讲,在RF/µW领域有两个难以理解的“噪声”,一个是噪声系数,另一个是相位噪声,可能大部分人都有同感吧。

的确,作为一个无处不在的随机参数,噪声确实给不少工程师带来一些困惑。

作者从事测试工作多年,对于这些噪声略知一二,整理下来分享给大家,希望对大家有所帮助。

本文是噪声系数系列文章第一篇,主要介绍噪声系数的定义及其对系统带来的影响。

之后会陆陆续续给大家介绍噪声系数的三种测试方法,包括增益法、Y因子法,以及基于矢量网络分析仪的噪声系数测试方法。

1、噪声是如何产生的?包括哪些来源?根据噪声产生的机理,大致可以分为五大类:热噪声(Thermal Noise),散粒噪声(Shot Noise),闪烁噪声(Flicker Noise),等离子体噪声(Plasma Noise),量子噪声(Quantum Noise)。

热噪声是最基本的一种噪声,就像冬日里北方的霾一样,可以说是无处不在的。

热噪声又称为Johanson或Nyquist噪声,是由电子的热运动产生的。

在绝对零度(0 K)以上,就会存在自由电子的热运动。

因此,几乎所有的器件/设备,都会产生热噪声。

热噪声的功率谱密度不随频率变化,称为白噪声,又因服从Gauss概率密度分布,所以又称为高斯白噪声。

散粒噪声是由电子管或半导体固态设备中载流子的随机波动产生的,比如PN结二极管,当级间存在电压差时,就会发生电子和空穴的移动,此过程中就会产生散粒噪声。

其功率谱密度也不随频率变化,也是一种白噪声。

散粒噪声是半导体器件所特有的,无源器件(比如衰减器)是不产生散粒噪声的。

闪烁噪声产生于真空管(阴极氧化涂层)或半导体(半导体晶体表面缺陷)固态设备。

chap2-3噪声系数与Un、In关系

chap2-3噪声系数与Un、In关系

特点: 集成运算放大器件,由于设计上的限制, 1/f噪声常常远高于分立元件。不仅晶体管、 运放器件和电阻中存在1/f噪声,而且在热 敏电阻、光源中也有。
减小低频噪声措施


1、在噪声性能要求高的放大器中尽量使用 分立元件 2、尽量使用金属膜电阻而不使用碳膜、水 泥等有不连续介质的电阻
(二)热噪声(Heat Noise)
第二节:测试系统的噪声
主要内容:
一、噪声基本特性 二、掌握主要噪声的产生机理及在各种器 件中的分布情况* 三、等效输入噪声参数的计算和测量* 四、多级放大器的噪声设计原则(定性掌 握,不要求推导)
噪声:测试系统内部由器件、材料、 部件的物理因素产生的自然扰动 (电压或电流)
噪声的一些基本特性:

2 2 2
二、生物医学测量系统中的主要噪声 类型

(一)1/f噪声(低频噪声)(Low Frequency Noise)

定义及特性:1/f噪声功率谱密度服从1/ f规律,f为频率,是取值范围为0.8-1.3 的常数,通常取=1。这种噪声,其噪声电 压随频率的降低而增加。
K S( f ) f
(三)散粒噪声(Shot Noise) 在半导体器件中,载流子产生与消失的 随机性,使得流动着的载流子数目发生 波动,时多时少,由此而引起电流瞬时 涨落称为散粒噪声。散粒噪声电流的均 方值为 2 DC
I 2qI f
其中q为电子电荷,q=1.59×10-19C;IDC 为器件的平均直流电流(A);f为测量 系统的频带宽度。
R2
uo
A3 R4
-
R3 A2
ui2
+
一种ECG前置放大器
U1 n RF UR F I1n RW/2 UR W U2 n RF UR F I2n RW/2 UR W + -

噪声系数的计算公式

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。

噪声系数和测量

噪声系数和测量

有耗网络的噪声系数
系统理想匹配时,传输线的输入端噪声和输出总噪声功率相等。
N in N OUT KT0 f
Si Si KT0 f Ni NFL L S out Si 1 ( ) N out L KT0 f
L:传输线损耗 K:波耳兹曼常数1.38×1023焦耳/K.Hz T0:室温 △f:带宽Hz
NFA
测试
本振
Байду номын сангаас
(2)频谱仪测试法(增益法)
NF = PNOUT –[-174dBm/Hz + 10 * log10(BW) + 增益] NF = PNOUTD + 174dBm/Hz - 增益
混频模式
非混频模式测试举例
-100dBm
信号源 LNA (DUT) 频谱分 析仪
-50dBm -70dBm
P1高3dB。可得出噪声系数: F Pgen sys
GPg GN IN N GN IN N 2
KT0 B
GPg GN IN N 2GN IN 2 N
GPg GN IN N
GN IN N GN IN GPg Pg F GN IN N IN F
信号源
通常移动通信基站的连接方式
电缆损耗3dB F=2(NF=3dB) NF=3dB
G=20dB
F=2 NF=3dB
图5-5前边加无源损耗器件
根据串联噪声系数计算公式有: F=2+(2-1)×2=4 NF=10log4=6dB 显然比不接电缆变坏3dB
塔顶低噪声放大器改善BTS接收机NF
G=20dB F=2
器件对信号处理过程
输入功率电平dBm
-40
-60 -80 -100

噪声系数

噪声系数
噪声:任何不需要的电子干扰或虚假信号统称为噪声。
额定噪声功率:任意一个电阻可能产生的额定噪声功率(即匹配状态下最 大可能获得的功率)为 PN = kTB; K为波尔兹曼常数;T为电阻的物理温 度,B为二端口网络的带宽。 (1)随带宽减小而减小 (2)随温度降低而减小 (3)随带宽增大而增大 ?
白噪声:白噪声是指功率谱密度在整个频域内均匀分布的噪声。 所有频 率具有相同能量的随机噪声称为白噪声。
等效噪声温度Te:如果噪声功率谱不是频率的严格函数,如白噪声,则它 可以用一个具有相同“等效噪声温度Te”特性的热噪声源来等效。
Te = Ps/kB
例题: 一个额定功率增益为GA,带宽为B的有噪声放大器在温度T = Ts与 电源和负载相连工作,试确定该有噪放大器系统的中噪声温度和总输出噪 声功率。设放大器自身的输出噪声功率为PN。
Te = Te1 + Te2/GA1; 由 F = 1 + Te/T0
F = F1 + (F2 – 1) / GA1
出国留学 or not ?
(1)为什么出国?(2)能不能出去? (3)去哪?(4)学校和教 授 (5)奖学金问题
噪声系数F:输入端和输出端的信噪比 二端口网络增益 GA = Po/Pi
(Po)i= GAPNi; PNo = GAPNi + PN(内部噪声功率) F = PNo /(Po)i = PNo/GAPNi = (Pi/PNi)/z)的增益为10dB, 输出功率为10dBm,室 温下的噪声为4dB。求其输出噪声功率.
级联网络的噪声系数:考虑两个放大器的级联,毎个放大器有各自的增益、 噪声系数。
PNo1 = GA1kB(T0 + Te1); PNo2 = GA2PNo1 + GA2kTe2B ; PNo2 = GA1GA2kB(T0 + Te1 + Te2/GA1) ; 由 PNo = GAkB(T0 + Te)

噪声系数分析所应用的相关知识点

噪声系数分析所应用的相关知识点

无源有耗网络的噪声系数
无源有耗网络的噪声系数在数值上等于它的损 耗 射频馈线,无源器件 也属于无源有耗网络之 类
多极线形网络级联的噪声系数
Rs
Vs
T1 F1 G1T2 F2 G2T3 NhomakorabeaF3 G3
F = F1 + (F2 -1 ) / G1 + (F3 - 1) / (G1 * G2 )+ …….
结论
降低级联系统的噪声系数,必须降低第一, 二级的噪声系数并适当提高它们的功率增益, 以降低后面各级的噪声对系统的影响 第一级没有增益,反而有损耗,比如,在 接收机的天线和第一级低噪声放大器之间接一 无源有耗滤波器,对降低系统的噪声系数不利.
The
end

什么叫噪声系数 ?
系统输入信噪功率比SNRi= Pi / Ni与输出信噪功率 比SNRo= Po/ No的比值 :
F=
SNRi / SNRo = (Pi /
Ni) / (Po / No)
噪声系数表征了信号通过系统后,系统内 部噪声造成信噪比恶化的程度.用分贝表示为: NF(db) = 10log F

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
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。

频谱仪噪声系数计算公式

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。

噪声系数知识点总结

噪声系数知识点总结

噪声系数知识点总结噪声系数定义噪声系数是一个无单位的相对值,通常以分贝(dB)为单位表示。

噪声系数的定义是:在输入端信号的信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)与在输出端信号的信噪比之比。

噪声系数越小,表示信号噪声在放大过程中被越少的放大器所带入,这样可以得到更好的信号质量。

常见放大器类型的噪声系数1. 二极管放大器二极管放大器的噪声系数较高,主要是由于二极管本身具有热噪声。

噪声系数一般在10-20dB之间。

2. 晶体管放大器晶体管放大器的噪声系数相对于二极管放大器而言有所改善,晶体管本身的噪声相对较小,噪声系数在2-5dB之间。

3. 共栅放大器共栅放大器是一种低噪声放大器,适用于接收端的信号放大。

噪声系数一般在1-2dB之间。

4. 差分放大器差分放大器是一种高性能的放大器,具有较低的噪声系数,一般在1dB以下。

噪声系数的计算方法噪声系数的计算方法可以通过下述步骤进行:1. 计算输入端信噪比SNRin,输出端信噪比SNRout;2. 计算信噪比增益G,即G=SNRout/SNRin;3. 计算噪声系数F,即F=1+G。

其中,噪声系数F可以在放大器的数据手册中找到,也可以通过实际测试方法进行测量。

噪声系数对系统性能的影响噪声系数是衡量放大器性能的一个重要参数,它直接影响到接收信号的质量。

通信系统中,噪声系数会影响到系统的灵敏度、动态范围和传输距离等方面。

1. 灵敏度灵敏度是指在单位输入功率条件下,接收机能够正常工作的最小信号强度。

对于接收机的输入端信号强度要求越低,要求放大器的噪声系数越小。

2. 动态范围动态范围是指接收机可以正常工作的最大和最小信号强度之间的差值。

噪声系数越小,表示在放大信号的过程中扰动(噪声)的影响越小,可以得到更大的动态范围。

3. 传输距离噪声系数也会影响到通信系统的传输距禿。

在信号传输过程中,由于噪声的存在,信号质量会随着传输距离的增加而下降。

噪声系数越小,表示信号在传输过程中会受到更小的影响,可以实现更远的传输距禿。

噪声系数相关

噪声系数相关

噪声系数的基本定义:F = total output noise power/output noise power due to input source,其中F称为Noise Factor,如果用dB表示,称为Noise Figure或NF。

输出噪声功率包含两部分:噪声源输入噪声引起的噪声功率输出和系统本身产生的噪声功率输出。

设噪声源输入噪声为KTB,则系统本身产生的噪声功率NA=(F-1)* KTBG,其中G为系统对输入噪声的增益。

F = (SNRIN )/(SNROUT),表征系统输入信噪比和输出信噪比的比值。

当系统的信号功率增益和噪声增益相等时该式成立,即系统为线性的。

美国联邦标准1037C的噪声因子定义如下:噪声系数:标准噪声温度(通常为290 K)时,装置的输出噪声功率与其中由输入端点中热噪声引起的部分之比。

注:如果装置本身不产生噪声,噪声系数则为实际输出噪声与残余噪声之比。

在外差式系统中,输出噪声功率包括镜像频率变换引起的杂散噪声,但是标准噪声温度下输入端点中热噪声的部分仅包括通过系统的主频率变换出现在输出中的噪声,不包括通过镜像频率变换出现的噪声。

当信号链路中存在混频器时,需要区分双边带噪声系数FDSB ,单边带噪声系数FSSB,单边带有效噪声系数FSSBe。

其中FSSB = 2*FDSB;FSSBe = FSSB-1 = 2*FDSB-1传统的单边带噪声系数FSSB,假设允许来自于两个边带的噪声折叠至输出信号,但只有一个边带对表示预期信号有用。

如果两处响应的转换增益相等,这就自然造成噪声系统增大3dB。

相反,双边带噪声系数假设混频器的两处响应包含有预期信号,则噪声折叠(以及对应的信号折叠)不影响噪声系数。

双边带噪声系数被应用于直接转换接收机以及射电天文接收机。

双边带噪声系数:有些情况下,两路响应同样有用,不适合使用术语“系统的主频率变换”。

例子有辐射计和直接转换接收机。

直接转换接收机中,LO频率位于有用信号的RF通带的中心,混频器的两路响应形成全部有用信号频谱的连续两半。

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。

噪声密度和噪声系数的关系

噪声密度和噪声系数的关系

噪声密度和噪声系数的关系哎呀呀,一听到“噪声密度”和“噪声系数”这两个词,是不是感觉脑袋都要大啦?反正一开始我是这样的!就像我和我的小伙伴们一起搭积木,每一块积木都有它的作用和位置。

这“噪声密度”和“噪声系数”呀,在电子世界里也有它们特定的角色和位置呢!那什么是噪声密度呢?这就好比是我们班同学跑步的速度。

每个同学跑的速度不一样,有的快,有的慢。

噪声密度就是表示单位带宽内的噪声功率大小。

你说奇怪不奇怪?再来说说噪声系数,它呀,就像是我们考试的平均分。

它能告诉我们一个系统或者一个电路在处理信号的时候,噪声变得有多糟糕。

你想想,如果一个电路的噪声系数很大,那不就像我们在很吵闹的教室里上课,老师的声音都被淹没啦?那还怎么能好好学习知识呢?比如说,我家的收音机有时候声音就很嘈杂,难道是因为它的噪声密度太大,还是噪声系数太高呢?这可真让人头疼!我跑去问爸爸,爸爸说:“孩子,这就像一条路,噪声密度是路上每一段的颠簸程度,而噪声系数是整个路走下来的难受程度。

”我好像有点懂了,但又好像还有点迷糊。

我又去问老师,老师笑着说:“噪声密度和噪声系数的关系呀,就好比你做数学题,噪声密度是每一道题的难度,噪声系数就是你做完这一套题的总体感受,是轻松还是困难。

”我跟小伙伴们讨论,小明说:“这是不是像我们玩游戏,噪声密度是每一关的难度,噪声系数是整个游戏玩下来的累不累?” 小红摇摇头说:“我觉得更像是吃蛋糕,噪声密度是每一口蛋糕的甜度,噪声系数是吃完一整个蛋糕后的感觉。

”哎呀,大家说的好像都有道理。

那到底它们是什么关系呢?经过这么多人给我解释,还有我自己的思考,我觉得呀,噪声系数其实是由噪声密度决定的。

噪声密度越大,通常噪声系数也就越大。

这就像盖房子,每一块砖头质量不好(噪声密度大),那盖出来的房子整体质量也不会好(噪声系数大)。

所以啊,搞清楚噪声密度和噪声系数的关系,对于设计更好的电子设备,让我们能更清楚地听到声音、看到画面,可太重要啦!。

噪声系数级联计算公式

噪声系数级联计算公式

噪声系数级联计算公式好的,以下是为您生成的关于“噪声系数级联计算公式”的文章:在我们探索电子世界的奇妙旅程中,噪声系数级联计算公式就像是一把神奇的钥匙,能帮助我们打开理解复杂电子系统噪声性能的大门。

先来说说啥是噪声系数。

想象一下,你正在安静地听一场美妙的音乐会,突然有一阵刺耳的杂音闯了进来,让整个音乐体验变得糟糕。

在电子系统里,这种干扰信号的存在就相当于噪声。

而噪声系数呢,就是用来衡量一个电子设备或者系统引入噪声的程度的指标。

那噪声系数级联计算公式到底是啥呢?简单来说,就是当多个电子元件或者子系统串联在一起的时候,用来计算整个系统总噪声系数的公式。

我还记得有一次,我带着学生们在实验室里做一个简单的通信系统实验。

我们把放大器、滤波器等元件一个接一个地连接起来,想要看看最终的信号效果。

当时大家都特别兴奋,觉得这一定是个轻松搞定的小实验。

可没想到,一开始就遇到了大麻烦。

我们按照理论搭建好了系统,可输出的信号噪声特别大,完全不是我们预期的那样。

这可把大家急坏了,一个个抓耳挠腮的。

这时候,我就提醒他们,要好好想想噪声系数级联计算公式。

我们开始一个一个地检查元件的噪声系数,然后按照公式认真计算和分析。

经过一番努力,终于发现问题出在其中一个放大器上,它的噪声系数比我们预期的要高得多。

更换了合适的放大器后,再次测试,哇,信号清晰多了,噪声也明显降低,大家都欢呼起来。

通过这个小小的实验经历,同学们对噪声系数级联计算公式有了更深刻的理解和认识。

这噪声系数级联计算公式啊,就像是一条无形的线,把一个个独立的元件串成了一个整体。

比如说,有两个元件,它们的噪声系数分别是 F1 和 F2,增益分别是 G1 和 G2 ,那么级联后的总噪声系数 F 就可以通过公式 F = F1 + (F2 - 1) / G1 来计算。

在实际应用中,这个公式可太重要了。

比如在无线通信系统中,从发射端到接收端,中间经过了好多的处理环节,每个环节都可能引入噪声。

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噪声系数的基本定义:F = total output noise power/output noise power due to input source,其中F称为Noise Factor,如果用dB表示,称为Noise Figure或NF。

输出噪声功率包含两部分:噪声源输入噪声引起的噪声功率输出和系统本身产生的噪声功率输出。

设噪声源输入噪声为KTB,则系统本身产生的噪声功率NA=(F-1)* KTBG,其中G为系统对输入噪声的增益。

F = (SNR
IN )/(SNR
OUT
),表征系统输入信噪比和输出信噪比的比值。

当系统的信号
功率增益和噪声增益相等时该式成立,即系统为线性的。

美国联邦标准1037C的噪声因子定义如下:
噪声系数:标准噪声温度(通常为290 K)时,装置的输出噪声功率与其中由输入端点中热噪声引起的部分之比。

注:如果装置本身不产生噪声,噪声系数则为实际输出噪声与残余噪声之比。

在外差式系统中,输出噪声功率包括镜像频率变换引起的杂散噪声,但是标准噪声温度下输入端点中热噪声的部分仅包括通过系统的主频率变换出现在输出中的噪声,不包括通过镜像频率变换出现的噪声。

当信号链路中存在混频器时,需要区分双边带噪声系数F
DSB
,单边带噪声系数
F SSB ,单边带有效噪声系数F
SSBe。

其中F
SSB = 2*F
DSB
;
F SSBe = F
SSB
-1 = 2*F
DSB
-1
传统的单边带噪声系数F
SSB
,假设允许来自于两个边带的噪声折叠至输出信号,但只有一个边带对表示预期信号有用。

如果两处响应的转换增益相等,这就自然造成噪声系统增大3dB。

相反,双边带噪声系数假设混频器的两处响应包含有预
期信号,则噪声折叠(以及对应的信号折叠)不影响噪声系数。

双边带噪声系数被应用于直接转换接收机以及射电天文接收机。

双边带噪声系数:有些情况下,两路响应同样有用,不适合使用术语“系统的主频率变换”。

例子有辐射计和直接转换接收机。

直接转换接收机中,LO 频率位于有用信号的RF 通带的中心,混频器的两路响应形成全部有用信号频谱的连续两半。

这种情况下就需要考虑双边带噪声因子,输入端点中的热噪声包含两个边带。

当转换增益相等时,混频器的SSB 噪声系数比对应的DSB 噪声系数高3dB 。

一般情况下,混频器级的有效单边带噪声系数可由下式给出:
F SSBe = 2*F DSB -1+α (式. 23) 式中,当镜像频率下的端点噪声得到较好抑制时,α = 0;当根本未抑制噪声时,α = 1。

注意,如果α = 1,有效SSB 噪声系数降低至F SSBe = 2F DSB ,即先前定义的单边带噪声系数。

在有些情况下,α的值会是小数,例如镜像抑制滤波器未直接耦合到混频器输入端,或者镜像和预期响应之间的频率间隔不太大。

备注:上图中最后一种情况镜像抑制合成的公式有误,应该和第二种外差式镜像
滤波的公式一样。

因为合成时只能把混频器级前输入的噪声移相抵消,混频器及之后的噪声均无法抵消。

等效噪声温度
定义:任何一个线性网络,如果它产生的噪声是白噪声,则可以用处于网络输入端温度为Te的电阻所产生的热噪声源来替代,而把网络视为无噪的。

温度Te 称为线性网络的等效噪声温度。

F =1+Te/T0,其中T0为系统输入端的噪声温度。

Te=(F-1)*T0
个人总结:
1.计算噪声系数时,系统本身产生的噪声一般是白噪声,输入端的热噪声也是
白噪声,则噪声功率均以单位带宽计算,即功率谱密度。

输入端的热噪声为标准噪声温度时的值(290K)。

2.所谓双边带噪声系数只有涉及混频器才有意义,放大器、衰减器、滤波器均
无此概念。

3.一般而言,混频器规格书中给出的噪声系数均为双边带噪声系数。

4.双边带噪声系数的输入噪声是以双边带带宽计算的。

5.具有镜像抑制的级联系统中,混频的噪声系数需要以单边带有效噪声系数计
算。

6.混频器的单边带噪声系数只是当镜像抑制为0时的单边带有效噪声系数的一
个特例。

7.计算级联噪声系数时,零中频方案使用混频器的双边带噪声系数,且混频器
后的噪声系数计算时需要除2(因为混频器后的信号带宽减半了,对应的噪声带宽也减半)。

8.无源有耗网络的噪声系数是其插入损耗值。

一般性结论
1.设系统对镜像频率的抑制会使增益乘上系数α,即α=0时为完全抑制,α=1时
没有任何抑制。

2.输出的总噪声密度可计算如下:
N
OUT = kT
G
1
G
2
G
3
(1+α)+ N
A1
G
2
G
3
(1+α) + N
A2
G
3
+ N
A3
3.由于级联输入处的热噪声引起的输出噪声为:
N
OT = kT
G
1
G
2
G
3
(1+α) (1和α分别是两个边带噪声功率的增益,当系统输入
信号为单边带时只有一个边带的噪声功率有效,即α=0)
4.F DSBe = F1 + 2(F2DSB - 1)/(G1(1+α)) + (F3 - 1)/( G1G2(1+α))
5.F SSBe = F1(1+α) + 2(F2DSB - 1)/G1 + (F3 - 1)/( G1G2)
6.双边带时,混频器级前S/N带宽比为1,混频器S/N带宽比为2/(1+α),混
频器级后S/N带宽比为1/(1+α).(双边带应用时α一般为1)
7.单边带时,混频器级前S/N带宽比为1+α,混频器S/N带宽比为2,混频器
级后S/N带宽比为1.
8.当α为0时,双边带信号输入和单边带信号输入的系统级联NF是相同的。

噪声系数的测量
1.使用频谱仪直接测量NF时,待测系统的输出噪声密度Nout=-174+Gain+NF
要比频谱仪的底噪高20dB以上.可在DUT和频谱仪之间插入低噪声高增益放大器来提高测量可靠性。

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