用频谱仪测量噪声系数
September, 2006
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Noise Figure DefinitionBPF1LNABPF2MixerBPF3IF AmpDemodulatorLORF Receiver, DUT (Device under Test)SNRinSinNin=NF=SNRoutSoutNoutNF(dB)=Nout(dBm/Hz)?Nin(dBm/Hz)?Gain(dB)Gain=10*log(Sout/Sin)因此需要测三个参数Gain, Nin, Nout来算出NF2Gain?Power Gain vs. Voltage Gain因为测量系统都用50欧姆, 如非特指, 以下所说的Gain均指功率增益(Power Gain). 但是一般的接收机的输入输出并非50欧姆, 因此有必要考虑电压增益(Voltage Gain)VoltageGain=PowerGain+10log(ZoutZin)举个例子说, 一个将50欧姆转换到100欧姆的Balun, 如果损耗是0.5dB, 我们可以认为其功率增益为-0.5dB, 而电压增益为-0.5+10*log(100/50)=2.5dB3输入噪声密度Nin (1)
Nin=10log(kT)=-174 dBm/Hz
注: 对于变频系统而言, 需要考虑镜像频率转换后是否落在测量频带内1. 零中频系统
举例说明, WCDMA Direct conversion receiver, RF BW 2110-2170 MHz, Baseband BW 1.92 MHzSignal freq = 2140.1 MHzLO freq = 2140 MHz
Image freq = 2139.9 MHzOutput freq = 100 KHz
信号频率和镜像频率处的噪声都会被变到100 KHz的输出频率, 因此在这种情况下输入噪声密度加倍Nin=10log(kT)+3=-171 dBm/Hz
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输入噪声密度Nin (2)
2. 超外差式二次下变频系统
举例说明, CDMA Receiver, RF BW 869-894 MHz, IF 183.6 MHz, IF BW 1.25 MHz
Signal freq = 878.49 MHz1stLO freq = 1062.09 MHzIF freq = 183.6 MHz
1stImage freq = (1062.09+183.6) MHz = 1245.69 MHz2ndLO frequency = 184.8 MHzOutput frequency = 1.2 MHz
2ndImage freq = (184.8+1.2) MHz = 186 MHz
第一镜像频率被RF SAW滤掉, 第二镜像频率被IF SAW滤掉, 因此镜像频率处的噪声不会被变到1.2 MHz的输出频率, 因此在这种情况下输入噪声密度仍旧是-174 dBm/Hz.
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