rf噪聲系數(shù)的計算方法

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1、噪聲系數(shù)的計算及測量方法噪聲系數(shù)(NF)是RF系統(tǒng)設(shè)計師常用的一個參數(shù)，它用于表征RF放大器、混頻器等器件的噪聲，并且被廣泛用作無線電接收機設(shè)計的一個工具。許多優(yōu)秀的通信和接收機設(shè)計教材都對噪聲系數(shù)進行了詳細的說明.　　現(xiàn)在，RF應(yīng)用中會用到許多寬帶運算放大器和ADC，這些器件的噪聲系數(shù)因而變得重要起來。討論了確定運算放大器噪聲系數(shù)的適用方法。我們不僅必須知道運算放大器的電壓和電流噪聲，而且應(yīng)當知道確切的電路條件：閉環(huán)增益、增益設(shè)置電阻值、源電阻、帶寬等。計算ADC的噪聲系數(shù)則更具挑戰(zhàn)性，大家很快就會明白此言不虛?！　」奖硎緸椋涸肼曄禂?shù)NF=輸入端信噪比/輸

2、出端信噪比，單位常用“dB”?！　≡撓禂?shù)并不是越大越好，它的值越大，說明在傳輸過程中摻入的噪聲也就越大，反應(yīng)了器件或者信道特性的不理想?！　≡诜糯笃鞯脑肼曄禂?shù)比較低的情況下，通常放大器的噪聲系數(shù)用噪聲溫度(T)來表示?！　≡肼曄禂?shù)與噪聲溫度的關(guān)系為：T=(NF-1)T0或NF=T/T0+1其中：T0-絕對溫度(290K)　　噪聲系數(shù)計算方法　　研究噪聲的目的在于如何減少它對信號的影響。因此，離開信號談噪聲是無意義的。　　從噪聲對信號影響的效果看，不在于噪聲電平絕對值的大小，而在于信號功率與噪聲功率的相對值，即信噪比，記為S/N(信號功率與噪聲功率比)。即便噪聲

3、電平絕對值很高，但只要信噪比達到一定要求，噪聲影響就可以忽略。否則即便噪聲絕對電平低，由于信號電平更低，即信噪比低于1，則信號仍然會淹沒在噪聲中而無法辨別。因此信噪比是描述信號抗噪聲質(zhì)量的一個物理量。　　1噪聲系數(shù)的定義　　要描述放大系統(tǒng)的固有噪聲的大小，就要用噪聲系數(shù)，其定義為　　設(shè)Pi為信號源的輸入信號功率，Pni為信號源內(nèi)阻RS產(chǎn)生的噪聲功率，Po和Pno分別為信號和信號源內(nèi)阻在負載上所產(chǎn)生的輸出功率和輸出噪聲功率,Pna表示線性電路內(nèi)部附加噪聲功率在輸出端的輸出?！　∫阎肼暪β适桥c帶寬B相聯(lián)系的?！　≡肼曄禂?shù)與輸入信號大小無關(guān)。定義：Pni為信號源內(nèi)

4、阻Rs的最大輸出功率，為kTB　　噪聲系數(shù)的大小與四端網(wǎng)絡(luò)輸入端的匹配情況無關(guān)　　噪聲系數(shù)的定義只適用于線性或準線性電路　　信噪比與負載的關(guān)系　　設(shè)信號源內(nèi)阻為RS，信號源的電壓為US(有效值)，當它與負載電阻RL相接時，在負載電阻RL上的信噪比計算如下：　　在負載兩端的信噪比結(jié)論：信號源與任何負載相接本不影響其輸入端信噪比，即無論負載為何值，其信噪比都不變，其值為負載開路時的信號電壓平方與噪聲電壓均方值之比。2.噪聲系數(shù)的計算　　用額定功率和額定功率增益表示的噪聲系數(shù)　　放大器輸入信號源電路如圖所示。任何信號源加上負載后，其信噪比與負載大小無關(guān)，信噪比均為信

5、號均方電壓(或電流)與噪聲均方電壓(或電流)之比?！　》糯笃鞯脑肼曄禂?shù)NF為　　Pasi和Pao分別為放大器的輸入和輸出額定信號功率，Pani和Pano分別為放大的輸入和輸出額定噪聲功率，Gpa為放大器的額定功率增益?！　☆~定功率,又稱資用功率或可用功率,是指信號源所能輸出的最大功率,它是一個度量信號源容量大小的參數(shù),是信號源的一個屬性,它只取決于信號源本身的參數(shù)——內(nèi)阻和電動勢,與輸入電阻和負載無關(guān),如圖所示?！　?a)電壓源;(b)電流源　　放大器的噪聲系數(shù)NF為　　對于無源二端口網(wǎng)絡(luò)，輸出端匹配時，輸出的額定噪聲功率Pano=kTB,所以噪聲系數(shù):　　抽

6、頭回路的噪聲系數(shù)　　輸入端信號源的最大輸出功率,即二端網(wǎng)絡(luò)最大輸入功率為：將信號源電導(dǎo)等效到回路兩端,為p2gS,等效到回路兩端的信號源電流為pIS,輸出端匹配時信號源的最大輸出功率，即二端網(wǎng)絡(luò)輸出端最大功率為：　　　　多級放大器噪聲系數(shù)的計算　　多級放大器的總噪聲系數(shù)計算公式為：　　從上式可以看出,當網(wǎng)絡(luò)的額定功率增益遠大于1時,系統(tǒng)的總噪聲系數(shù)主要取決于第一級的噪聲系數(shù)。越是后面的網(wǎng)絡(luò),對噪聲系數(shù)的影響就越小,這是因為越到后級信號的功率越大,后面網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部噪聲對信噪比的影響就不大了。因此,對第一級來說,不但希望噪聲系數(shù)小,也希望增益大,以便減小后級噪聲的影響

7、。噪聲系數(shù)測量方法　　在無線通信系統(tǒng)中，噪聲系數(shù)(NF)或者相對應(yīng)的噪聲因數(shù)(F)定義了噪聲性能和對接收機靈敏度的貢獻。本文詳細闡述這個重要的參數(shù)及其不同的測量方法。　　噪聲因數(shù)和噪聲系數(shù)　　噪聲系數(shù)有時也指噪聲因數(shù)。兩者簡單的關(guān)系為：　　NF=10*log10(F)　　定義噪聲系數(shù)(噪聲因數(shù))包含了射頻系統(tǒng)噪聲性能的重要信息，標準的定義為：　　從這個定義可以推導(dǎo)出很多常用的噪聲系數(shù)(噪聲因數(shù))公式?！　≡肼曄禂?shù)的測量方法隨應(yīng)用的不同而不同。從表1可看出，一些應(yīng)用具有高增益和低噪聲系數(shù)(低噪聲放大器(LNA)在高增益模式下)，一些則具有低增益和高噪聲系數(shù)(混頻

8、器和LNA在低增益模式下)，一些則具有