噪声系数测量方法
噪声系数的测量方法
噪声系数的测量方法噪声系数是指放大器输入信号与输出信号之间的信噪比的比值。
在电子系统中，噪声系数是衡量放大器噪声性能的重要指标。
下面将介绍几种常用的测量噪声系数的方法。
1.级联噪声法：级联噪声法是最常用的测量噪声系数的方法之一、它利用级联放大器的总噪声系数计算出前面的放大器的噪声系数。
具体的步骤如下：a.在待测放大器之前设置一个已知的参考放大器，并测量此参考放大器的噪声系数。
b.将待测放大器与参考放大器级联，并测量级联放大器的总输入输出电压和噪声功率。
c.利用总放大器的输入输出电压和已知的参考放大器的噪声系数计算出内嵌放大器的噪声系数。
2.可变增益噪声法：可变增益噪声法是另一种测量噪声系数的常用方法。
它通过调整放大器的增益，使其与一个已知参考噪声源声压相等，从而测量出待测放大器的噪声系数。
具体的步骤如下：a.在待测放大器的输入端接入一个参考噪声源，并调整其声压使其与待测放大器的输出噪声相等。
b.测量参考噪声源的声压和待测放大器的输入输出电压。
c.利用已知的参考噪声源的噪声功率和声压计算出待测放大器的噪声功率和噪声系数。
3.热噪声法：热噪声法是一种常用的测量噪声系数的方法，特别适用于宽频带和高频段的放大器。
热噪声法利用了热噪声在环境温度下的特性，通过直接测量输出噪声电压和环境温度来计算噪声系数。
具体的步骤如下：a.测量放大器的输出噪声电压并记录。
b.测量环境温度并记录。
c.利用热噪声公式计算出放大器的噪声功率。
d.利用输入信号和已知的电阻值计算出放大器的输入信号功率。
e.利用已知的输入信号功率和噪声功率计算出放大器的噪声系数。
除了上述传统的测量方法之外，还有一些新的测量噪声系数的方法正在不断涌现，如矢量分析器法、差分噪声法、噪声大师法等。
这些方法在特定的应用场景下有着更高的测量精度和更广的测量范围。
总结起来，测量噪声系数的常用方法有级联噪声法、可变增益噪声法、热噪声法等。
根据不同的应用场景和要求，选择合适的方法来测量噪声系数，有助于评估放大器的噪声性能，进而提高信号传输的质量。
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。
《噪声系数和测量》课件
设置测量参数：频率、功率、温度等
记录数据：记录测量得到的噪声系数、频率、功率等数据
连接测量仪器：将信号源、功率计、噪声系数分析仪等连接起来
分析数据：分析噪声系数与频率、功率的关系，得出结论
测量结果分析
噪声系数：衡量信号传输过程中噪声的影响程度
测量方法：使用噪声系数测量仪，测量信号的输入和输出噪声
测量结果：噪声系值，表示信号传输过程中噪声的影响程度
噪声系数的应用：在通信、电子、声学等领域都有广泛的应用
噪声系数的计算公式：噪声系数=输出信号功率/输入信号功率
噪声系数的测量
测量原理
噪声系数的定义：描述信号传输过程中噪声增加的程度
测量步骤：首先设置测量参数，然后输入信号，最后读取输出信号并计算噪声系数
注意事项：测量过程中要保证信号的稳定性和准确性，避免干扰因素影响测量结果
添加标题
添加标题
噪声系数测量设备的智能化和自动化
噪声系数测量技术的不断发展和完善
噪声系数测量标准的不断提高和统一
噪声系数测量技术的应用领域不断扩展，如航空航天、电子通信等
展望
噪声系数测量技术的发展：更加精确、快速、便捷
噪声系数测量设备的发展趋势：智能化、小型化、便携化
噪声系数测量在环保领域的应用：更加广泛，更加重要
测量方法：使用噪声系数测量仪，通过测量输入信号和输出信号的功率比来计算噪声系数
测量设备
声级计：测量噪声的强度和频率
频谱分析仪：分析噪声的频率成分
噪声源定位仪：确定噪声源的位置
噪声剂量计：测量噪声暴露剂量
测量步骤
准备测量仪器：噪声系数分析仪、信号源、功率计等
启动测量：启动信号源，调整功率，观察噪声系数分析仪的读数
噪声系数的三种测量方法及对比
。
图２ 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。在公式中可以看到， 当噪声系数较低 （ 小 于 １０ｄＢ） 时 ，（ ＰＯＵＴＤ－ 增 益 ） 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。这样系统增
这就是 Ｙ 因数法， 名字来源于上面的式子。 结束语： 文章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。下表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。
关键词： 噪声系数； 测量方法； 对比
１ 概述 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） 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： 噪声因数（ Ｆ） ＝
输出端总噪声功率 外部噪声在输出端呈现的噪声功率
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。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。下面将讨论噪声系数测试仪法和其 他两个方法： 增益法和 Ｙ 因数法。
益非常高， 因
表１
而大多数频谱
仪均可准确测
量噪声系数。
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
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。
微波测量第五章 噪声系数测量
1
噪声系数测试
第一节 基本概念 第二节 手动测量 两倍功率方法噪声系数测量 Y因子法噪声系数测量 第三节 自动噪声系数测量 第四节 影响噪声系数测试精度的一些因素 补充内容: 级联电路的噪声系数计算
2
第一节 基本概念
噪声特性是元件和系统的最重要参数之 一,是元件和系统性能水平的重要体现. 为了更好的理解噪声的重要性,我们首先 举一个较形象了例子:在海边用望远镜观察 海上的船只.
29
14
Y因子法噪声系数测量方框图
15
第三节 自动噪声系数测量
自动噪声系数测量需要用噪声源和自动噪 声测试仪完成
16
17
18
例:放大器 测试
19
例:变频器 测试
20
第四节 影响噪声系数测试精度的一些因素
21
22
环境温度: 获得外部噪声的值,标准的温度(T0)被设 定为290K,制造商所给出的超噪比与它相关, 所以,温度的变化会导致噪声系数测量误差
11
4.2.1两倍功率方法噪声系数测量
主要思想: 根据噪声系数计算公式,如果N2=2N1,则 方程变为NF= ENR.
12
两倍功率方法噪声系数测量方框图
13
4.2.2 Y因子法噪声系数测量
设Y= N2/ N1, 则有NF= = ENR- 10lg (Y-1) 从方程可以看出,不需要测出N2和N1的绝 对值,而只需测出他们比值即Y,就可以确定 NF,这就是这个方法名称的原因.
9
另外,噪声温度也可以用于表述器件或系统 的噪声性能,下面的公式表述了噪声系数与 噪声温度的关系: NF=10lg (1+TN/290) TN即称为噪声温度,单位是K.
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。
噪声测量三种方法
噪声系数测量的三种方法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：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 MAXIMProductsNoiseFigure*ApplicationsOperatingFrequencySystemGainLNA MAX2640 0.9dB Cellular, ISM 400MHz ~1500MHz15.1dBLNA MAX2645 HG: 2.3dB WLL 3.4GHz ~ 3.8GHz HG: 14.4dB LG: 15.5dB WLL 3.4GHz ~ 3.8GHz LG: -9.7dBMixer MAX2684 13.6dB LMDS, WLL 3.4GHz ~ 3.8GHz 1dB Mixer MAX9982 12dB Cellular, GSM 825MHz ~ 915MHz 2.0dB ReceiverSystemMAX2700 3.5dB ~ 19dB PCS, WLL 1.8GHz ~ 2.5GHz <80dBReceiver System MAX210511.5dB~15.7dBDBS, DVB950MHz ~2150MHz<60dB*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)。
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)。
噪声系数测量的三种方法
噪声系数测量的三种方法噪声系数是指在电子设备或电路中测量的信号质量衰减与理想条件下信号质量衰减之间的比值。
噪声系数越低，表示设备或电路产生的噪声越少，信号质量损失越小。
噪声系数的测量对于评估设备性能和优化电路设计至关重要。
下面介绍三种常用的测量噪声系数的方法。
1. 热噪声法（Hot Noise）热噪声法是一种直接测量噪声系数的方法，常用于微波器件和射频（RF）电路的噪声性能测量。
该方法的基本原理是通过在待测器件或电路输入端引入一个加热元件，使其在高温状态下工作，将加热元件所产生的热噪声和待测器件的输出噪声进行对比测量。
具体步骤如下：-在待测器件或电路的输入端插入一个短截线，将其与噪声发生器连接。
-在待测器件的输出端接上一个噪声功率测量装置。
-通过调节噪声发生器的输出功率，使得待测器件的输出功率与加热元件产生的热噪声功率相等。
-测量并记录加热元件的功率和待测器件的输出功率。
通过以上步骤可以得到待测器件的热噪声功率和输出功率，从而计算出噪声系数。
2. 对比法（Noise Figure Meter）对比法是一种间接测量噪声系数的方法，适用于比较不同器件或电路的噪声性能。
该方法通过测量两个不同器件或电路的输出噪声功率和输入信号功率的比值，进而计算出噪声系数。
具体步骤如下：-将待测器件和参考器件分别与噪声源相连。
-将两个器件的输出端与噪声功率测量装置相连。
-分别测量并记录待测器件和参考器件的输出噪声功率和输入信号功率。
通过以上步骤可以得到待测器件和参考器件的输出噪声功率和输入信号功率，从而计算出噪声系数。
3. 增益-噪声法（Gain-Noise Method）增益-噪声法是一种常用的测量噪声系数的方法，适用于放大器和无源器件的噪声性能测量。
该方法通过测量待测器件的增益和噪声指标，进而计算出噪声系数。
具体步骤如下：-将待测器件的输入端与信号源相连，输出端与噪声功率测量装置相连。
-测量并记录待测器件的输出噪声功率和输入信号功率。
噪声系数测量的三种方法
噪声系数测量的三种方法于上面的式子。
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HP346A ENR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。
总结在本篇文章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。
下表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。
Suitable ApplicationsAdvantageDisadvantageNoise Figure MeterSuper low NFConvenient, very accurate when measuring super low (0-2dB) NF.Expensive equipment, frequency range limitedGain MethodVery high Gain or very high NFEasy setup, very accurate at measuring very high NF, suitable for any frequency rangeLimited by Spectrum Analyzer noise floor. Can’t deal with systems with low gain and low NF.Y Factor MethodWide range of NFCan measure wide range of NF at any frequency regardless of gain When measuring Very high NF, error could be large tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。
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。
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。
噪声系数测量方法
噪声系数测量方法噪音系数（Noise Coefficient）是衡量噪声传输性能的一个参数，通常用来评估信号与噪声之间的比例。
在通信系统中，噪音系数是评估系统噪声引入程度的重要指标，一般用于评估接收端信噪比的好坏。
噪音系数的测量方法可以分为两类：直接测量法和间接测量法。
一、直接测量法1.热噪声法：该方法利用热噪声的大小与电阻的关系进行测量。
通过将输入电阻与输出电阻相等的简单电路（如电阻、电容、电容-电阻等组合）与待测系统串联，测量电路两端的噪声电压和电流。
根据热噪声计算公式和电路参数计算噪音系数。
2.互相关法：该方法利用信号与噪声的互相关进行测量。
首先，将一个固定频率的标准信号与待测噪声信号输入待测系统，通过互相关算法计算噪声信号与标准信号的相关系数。
根据相关系数与输入和输出信号的功率计算噪音系数。
3.声音法：该方法利用声音在传输过程中受到噪声的影响程度进行测量。
通过将声音传输系统与一个已知信号源相连，测量信号源与被测系统产生的声音之间的功率比值以及噪声功率，根据声音传输系统的增益和噪声功率计算噪音系数。
二、间接测量法1.带宽测量法：该方法利用系统的信号带宽和噪声带宽来计算噪音系数。
首先，通过测量信号源输入系统后输出的信号功率，再通过测量信号源在系统中的发射功率，以及测量系统的噪声功率和噪声带宽，计算系统的噪音系数。
2.信噪比测量法：该方法利用信号与噪声的信噪比进行测量。
首先，将待测系统与一个已知信号源相连，测量输入信号与输出信号的功率比值；然后，测量系统的噪声功率。
根据信号功率比值和噪声功率计算噪音系数。
3.互信息测量法：该方法利用信号与噪声之间的互信息进行测量。
通过测量输入信号和输出信号的互信息，以及测量系统的噪声功率，计算噪音系数。
以上是常用的噪音系数测量方法，每种方法都有其适用的场景和测量条件，在具体应用中需要根据实际情况选择合适的方法。
噪声系数测量手册part2
噪声系数测量手册Part 2. 噪声系数测量技巧安捷伦科技：顾宏亮1．选择正确的噪声系数测量方法现在我们知道，噪声系数测量主要可以通过三种方法，分别是Y系数测量方法，频谱仪直接测试法，网络分析仪冷态噪声源法，那下表主要描述在各个场合下适合于选择哪种测量方式。
2．噪声系数测量不确定度分析在Y系数法测量中，噪声系数测量结果的不确定度主要来源于噪声源以及测量仪器。
噪声源部分a. 超噪比ENR 的不确定度b. 噪声源的输出与被测件输入的失配仪器部分a.噪声系数测量不确定度b.增益测量不确定度c.仪表自身噪声系数d.仪表输入端失配Agilent在噪声系数测量不确定度分析上提供给免费的软件可以供用户使用。
具体地址如下所示/noisefigure/NFUcalc.html举例说明如下图所示3．校准完后噪声系数不等于零如果你使用过网络分析仪，那么当你做完直通校准后仪表的S21测量结果一定是0dB。
同样在噪声系数分析仪校准后，因为没有接入任何器件，理论上这个时候显示的噪声系数应该是0dB,增益为0dB。
但是事实上，经常看到校准完之后不为0.根据Y系数法测量的理论，仪表的测量结果如下述公式所示F meas = F DUT + (F NFA– 1)/G DUT当校准完后，没有接入任何器件,这个时候测量得到的F meas= F NFA，G DUT=1。
F NFA = F DUT + (F NFA– 1)/1F DUT = F NFA - (F NFA– 1)/1F DUT = 1 = 0dB现在假设增益测量的抖动为0.01dB,那么转换为线性值为10(0.01/10) =1.00231.同时假设仪表的噪声系数为10dB,转换为线性值为10(10/10) =10，这样计算式为如下所示:F DUT = 10 – (10 – 1)/1.00231=1.02074F DUT = 0.089 dB如果增益的抖动为0.05dB，,那么转换为线性值为10(0.05/10) =1.01158，这种情况下F DUT = 10 – (10 – 1)/ 1.01158=1.10303F DUT = 0.426 dB从上述的关系式可以看到，在校准完后未接入被测件时，只要增益的测量发生一点点变化。
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：* 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)。
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围测量噪声系数，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，Agilent N8973A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。
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：式2.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：PNA = 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PNAD = -174dBm/Hz。
因而我们有以下的公式：NF = PNOUT - (-174dBm/Hz + 20 * log10(BW) + 增益)在公式中，PNOUT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 = PNOUTD + 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.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VAGC下测量得到的增益为80dB。
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围。
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(小于10dB)时，(POUTD - 增益)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。
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。
Y因数法Y因数法是另外一种常用的测量噪声系数的方法。
为了使用Y因数法，需要ENR (冗余噪声比) 源。
这和前面噪声系数测试仪部分提到的噪声源是同一个东西。
装置图见图3：图3.ENR头通常需要高电压的DC电源。
比如HP346A/B噪声源需要28VDC。
这些ENR头能够工作在非常宽的频段(例如HP346A/B为10MHz至18GHz)，在特定的频率上本身具有标准的噪声系数参数。
下表给出具体的数值。
在标识之间的频率上的噪声系数可通过外推法得到。
表1. 噪声头的ENRHP346A HP346BFrequency (Hz) NF (dB) NF (dB)1G 5.39 15.052G 5.28 15.013G 5.11 14.864G 5.07 14.825G 5.07 14.81开启或者关闭噪声源(通过开关DC电压)，工程师可使用频谱分析仪测量输出噪声功率谱密度的变化。
计算噪声系数的公式为：式3.在这个式子中，ENR为上表给出的值。
通常ENR头的NF值会列出。
Y是输出噪声功率谱密度在噪声源开启和关闭时的差值。
这个公式可从以下得到：ENR噪声头提供两个噪声温度的噪声源：热温度时T = TH (直流电压加电时)和冷温度T = 290°K。
ENR噪声头的定义为：式4.冗余噪声通过给噪声二极管加偏置得到。
现在考虑在冷温度T = 290°K时与在热温度T = TH时放大器(DUT)功率输出比：Y = G(Th + Tn)/G(290 + Tn) = (Th/290 + Tn/290)/(1 + Tn/290这就是Y因数法，名字来源于上面的式子。
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HP346A ENR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。
总结在本篇文章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。
下表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、频率围、噪声基底等)，必须选择最佳的方法以获得正确的结果。
噪声系数的含义和测量方法噪声系数的含义噪声系数是用来描述一个系统中出现的过多的噪声量的品质因数。
把噪声系数降低到最小的程度可以减小噪声对系统造成的影响。
在日常生活中，我们可以看到噪声会降低电视画面的质量，也会使无线通信的话音质量变差; 在诸如雷达等的军用设备中，噪声会限制系统的有效作用围; 在数字通信系统中，噪声则会增加系统的误码率。
电子设备的系统设计人员总是在尽最大努力使整个系统的信噪比(SNR) 达到最优化的程度，为了达到这个目的，可以用把信号提高的办法，也可以用把噪声降低的办法。
在像雷达这样的发射接受系统中，提高信噪比的一种方法是用更大的大功率放大器来提高发射信号的功率，或使用大口径天线。
降低在发射机和接收机之间信号传输路径上对信号的衰耗也可以提高信噪比，但是信号在传输路径上的衰耗大都是由工作环境所决定的，系统设计人员控制不了这方面的因素。
还可以通过降低由接收机产生的噪声—通常这都是由接收机前端的低噪声放大器(LNA) 的质量决定的—来提高信噪比。
与使用提高发射机功率的方法相比，降低接收机的噪声(以及让接受机的噪声系数的指标更好) 的方法会更容易和便宜一些。
噪声系数的定义是很简单和直观的。
一个电子系统的噪声因子(F) 的定义是系统输入信号的信噪比除以系统输出信号的信噪比:F = (Si/Ni)/(So/No)Si = 输入信号的功率So = 输出信号的功率Ni = 输入噪声功率No = 输出噪声功率把噪声因子用分贝(dB) 来表示就是噪声系数(NF)，NF = 10*log (F)。
这个对噪声系数的定义对任何电子网络都是正确的，包括那些可以把在一个频率上的输入信号变换为另外一个频率的信号再输出的电子网络，例如上变频器或下变频器。
为了更好地理解噪声系数的定义，我们来看看放大器的例子。
放大器的输出信号的功率等于放大器输入信号的功率乘以放大器的增益，如果这个放大器是一个很理想的器件的话，其输出端口上噪声信号的功率也应该等于输入端口上噪声信号的功率乘以放大器的增益，结果是在放大器的输入端口和输出端口上信号的信噪比是相同的。
然而，实际情况是任何放大器输出信号的噪声功率都比输入信号的噪声功率乘以放大器的增益所得到的结果大，也就是说放大器输出端口上的信噪比要比输入端口上的信噪比小，即噪声因子F 要大于1，或者说噪声系数NF 要大于0 dB。
在测量并比较噪声系数的测量结果时，非常重要的是要注意我们在测量的过程中是假定测量系统能够在被测器件(DUT) 的输入端口和输出端口上提供非常完美的50 Ω的负载条件。
可是在实际测量中，这样完美的条件永远不会存在。
稍后我们会讨论如果测量系统不是很完美的50 Ω系统会对噪声系数的测量精度造成怎样的影响。
同时，我们也会看到各种校准和测量方法是怎么克服因为不是很完美的50 Ω的源匹配而造成的测量误差的。
噪声系数的含义和测量方法图1 器件对信号的处理过程另一种用来表达由一个放大器或系统引入的附加噪声的术语是有效输入温度(Te)。
为了理解这个参数，我们需要先看一下无源负载所产生的噪声的量的表达方式—kTB，其中k 是玻尔兹曼常数，T 是以开尔文为单位的负载的温度，B 是系统带宽。