功分器/合路器的 插损 和 NF 是多少呢?

yellowtoot

一, 功分器

有一分二的功分器, 假设其无耗, 则输入0dBm,输出两个-3dBm信号,

从每路来看, 可以认为插损为3dB,

但大家有没有考虑过, 其NF是多少呢?

也是3dB吗?

偶觉得所谓NF,其实是 (Si/Ni)/(So/No), 而功分器并无金属损耗, 即产生焦耳热的损耗, 而是将信号与噪声同时分成两路, 从而使(S/N)不发生改变.

因此, NF应该是0dB.

这么说对吗?

有没有人用噪声分析仪测过呢?

谢谢啦!


二,合路器

另外一个方面, 将功分器当做合路器用, 如果两路输入都为0dBm, 则输出为3dBm.

两个问题:

     1, 如果两个输入信号同频同相, 请问输出是多少?

      6dBm?  因为电压是原来的2倍, 因此功率是原来的20logV倍,即增加6dB.

     但如果这样, 总觉得能量不守恒了, 多出3dB来.

   

    2, 如果两路输入中, 一路仍为0dBm,另一路终接50欧, 请问输出多少?

       有人说是0dBm, 因为无耗.

       也有人说是-3dBm, 因为会有一半能量跑到50欧上去

  请大家讨论,谢谢!

yulu2007

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darwin18

功分器:功分器是不会加入噪声的，可以理解为噪声系数为0/
但信号过功分器的信噪比 是会恶化的。
噪声系数不能简单的等于  (Si/Ni)/(So/No)。楼主 可以仔细学习一下噪声系数的概念。
小弟有一篇TI关于接收机的文章，感兴趣可以读读。

至于做合路器用，到底插损如何，我不知道。楼主可以自己测试一下。

TI的资料在下楼。[br]<p align=right><font color=red>+1 RD币</font></p>

darwin18

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darwin18

【文件名】:09328@52RD_Sensitivity in Receivers for Wireless.pdf
【格　式】:pdf
【大　小】:557K
【简　介】:
【目　录】:


Introduction.............................................................................................................................................. 4
Receiver Architectures .............................................................................................................................. 4
Homodyne (Zero IF) Receiver......................................................................................................... 4
Heterodyne Receiver...................................................................................................................... 6
Access Methods and Modulation Schemes ................................................................................................ 7
Access Methods............................................................................................................................ 7
Modulation Schg Blocks ......................................................................................................................... 16
Antenna.........emes.................................................................................................................... 10
Receiver Buildin............................................................................................................................. 17
Duplexers ................................................................................................................................... 18
Low-Noise Amplifier (LNA) ........................................................................................................... 19
RF Filters.................................................................................................................................... 19
Mixers......................................................................................................................................... 20
Local Oscillator ............................................................................................................................ 22
IF Filter ....................................................................................................................................... 23
IF Amplifier ................................................................................................................................. 23
Detectors .................................................................................................................................... 24
Receiver Sensitivity................................................................................................................................ 24
Noise of Two-Port Networks ......................................................................................................... 25
Noise Temperature...................................................................................................................... 29
Noise Figure ............................................................................................................................... 32
Cascaded Noise Temperature ...................................................................................................... 37
Cascaded Noise Figure ................................................................................................................ 40
Lossy Two-Port Noise Figure........................................................................................................ 42
Mixer Noise Figure....................................................................................................................... 44
Minimum Detectable Signal .......................................................................................................... 46
Signal-to-Noise Ratio ................................................................................................................... 48
Sensitivity ................................................................................................................................... 50
Phase Noise ............................................................................................................................... 50
Receiver Nonlinear Performance ............................................................................................................. 51
Gain Compression ....................................................................................................................... 51
Intermodulation Distortion............................................................................................................. 54
Dynamic Range ........................................................................................................................... 60
Blocking...................................................................................................................................... 62
Spur-Free Dynamic Range ........................................................................................................... 63
Undesired Spurious Responses.................................................................................................... 64
Self-Quieters............................................................................................................................... 67
Receiver Design Trade-Offs .................................................................................................................... 67
Summary ............................................................................................................................................... 70
Glossary ................................................................................................................................................ 70
References ............................................................................................................................................ 74[br]<p align=right><font color=red>+3 RD币</font></p>

yellowtoot

以下是引用darwin18在2009-3-28 10:33:43的发言：
功分器:功分器是不会加入噪声的，可以理解为噪声系数为0/
但信号过功分器的信噪比 是会恶化的。
噪声系数不能简单的等于                (Si/Ni)/(So/No)。楼主 可以仔细学习一下噪声系数的概念。
小弟有一篇TI关于接收机的文章，感兴趣可以读读。

至于做合路器用，到底插损如何，我不知道。楼主可以自己测试一下。

TI的资料在下楼。

回头有时间偶一定要测试一下的噢, 包括用噪声仪测试NF,及用矢网测IL :)

但兄弟没明白你说的意思呀:

   你说:"信号过功分器的信噪比 是会恶化的"

           可以理解成信号被分走了3dB, 而噪声则没有分走, 对吗?

           如果这样, 那噪声系数就为3dB, 而非你说的0啊 :(

   太高深了, 请帮解释一下啊, 谢谢 :)


   另外, 噪声系数的定义就是(Si/Ni)/(So/No)啊, 只不过其中的噪声部分包括输入的和它自身的而已.

   这个概念对放大器来说, 很容易理解, 因为放大器除放大信号外, 还会将自身的噪声引入到输出端.

   但对衰减器来说, 就不好理解了, 衰减器为何只衰减信号, 而不衰减噪声呢?

   而对无耗的功分器来说, 就更不可理解了, 信号和噪声其实都被无耗地分成两部分, 即各自减少3dB.

darwin18

兄弟，噪声系数的概念不是一两句话能说清楚的。

噪声系数是定义在输入噪声温度为290K时的值。

可以简单的解释为：无源器件的基地噪声为 KTB=-174dBm/Hz. （K 波尔曼常数 ； T  温度（单位：开尔文）；B : 带宽）

信号过功分器会减小3dB,但基地噪声不变。

当信号远远大于174dBm/Hz时，一般不考虑噪声系数.

噪声系数定义很复杂，我可能也没说清楚。TI的资料上说得很清楚。[br]<p align=right><font color=red>+3 RD币</font></p>

yellowtoot

以下是引用darwin18在2009-3-28 18:52:07的发言：
兄弟，噪声系数的概念不是一两句话能说清楚的。

噪声系数是定义在输入噪声温度为290K时的值。

可以简单的解释为：无源器件的基地噪声为 KTB=-174dBm/Hz. （K 波尔曼常数 ； T                温度（单位：开尔文）；B : 带宽）

信号过功分器会减小3dB,但基地噪声不变。

当信号远远大于174dBm/Hz时，一般不考虑噪声系数.

噪声系数定义很复杂，我可能也没说清楚。TI的资料上说得很清楚。

谢谢兄弟!

上述只有一句偶不懂:

"信号过功分器会减小3dB,但基地噪声不变。"

偶看了资料也还是不清楚 :(


如果哪位大侠能能直接回答偶的疑问就好了, 毕竟资料讲的是基础公式, 而非物理.

偶想知道, 如何能从物理角度来说明白,

过功分器后, 信号小了3dB, 噪声其实也小了3dB, 而只不过是某种东东在使功分器的输入与输出具有同样的基底噪声.

偶知道噪声是分子运动造成的, 但觉得只有有耗电阻才会产生噪声, 而无耗功分不会产生噪声.

因此由电阻搭的衰减器产生噪声偶可以理解,  但功分偶不清楚 :(



不论如何, 非常感谢 !

lf8808

我认为这个问题要这么理解，
根据KTBNFG   功分器的基底噪声1Hz带宽=-174dBm。可以理解为入口是这个基底，出口也是这个。但是你的信号功率降了，所以用仪器测量噪声时，噪声系数会是3.
当你在LNA前加功分器时，功分器出口的底噪还是KTB=-174dBm/Hz。但是你的设备底噪是由LNA决定。因此实际等效就是信号功率下降，而你的设备底噪（功分器不会降低你的设备底噪，因为功分器出口噪声一直是KTB=-174dBm/Hz）没有下降。得到的结果就是在LNA前加多少衰减ＮＦ变坏多少！

[br]<p align=right><font color=red>+3 RD币</font></p>

lf8808

ＴＩ的资料很好，谢谢！[em01]

yellowtoot

以下是引用lf8808在2009-3-29 11:25:36的发言：
我认为这个问题要这么理解，
根据KTBNFG                 功分器的基底噪声1Hz带宽=-174dBm。可以理解为入口是这个基底，出口也是这个。但是你的信号功率降了，所以用仪器测量噪声时，噪声系数会是3.
当你在LNA前加功分器时，功分器出口的底噪还是KTB=-174dBm/Hz。但是你的设备底噪是由LNA决定。因此实际等效就是信号功率下降，而你的设备底噪（功分器不会降低你的设备底噪，因为功分器出口噪声一直是KTB=-174dBm/Hz）没有下降。得到的结果就是在LNA前加多少衰减ＮＦ变坏多少！

有道理！

yellowtoot

NF的问题讨论完了， 合路器的功率问题呢？ 请大家也讨论一下啊[em05]

yellowtoot

偶做了实验,

做功分器时, 插损3.xdB, 因为功分的缘故;

做合路器的时候,一个接50欧,一个输入, 插损也是3.xdB, 即输入0dBm,输出-3.xdBm

但如果两口均接同频同相信号, 则插损为0.xdB, 即两个输入0dBm,输出不到3dBm, 与上面差6dB左右.


另外,噪声偶也测了, 就是3.xdB,与插损值相同.

[em02]

359806941

资料很好，谢谢
本文来自：我爱研发网(52RD.com) 详细出处：http://www.52rd.com/bbs/Detail_RD.BBS_153898_26_1_1.html

sunrui007

我认为：

做功分器时, 插损3.xdB,
做合路器的时候,一个接50欧,一个输入, 插损也是3.xdB,因为还有一半的功率被隔离电阻吸收了，虽然是作为合路器的来使用，但是还是根据的功分器的原来来设计的，所以不管是插损还是噪声或者是同频同相的信号，作为合路使用的时候最后的输出还是3db。至于输出的功率则为：两个输入功率值各自的一半的和。



本文来自：我爱研发网(52RD.com) 详细出处：http://www.52rd.com/bbs/Detail_RD.BBS_153898_26_1_1.html[br]<p align=right><font color=red>+3 RD币</font></p>

sflee

学习了，谢谢

s102246

好贴

zyy2304

以下是引用lf8808在2009-3-29 11:25:36的发言：
我认为这个问题要这么理解，
根据KTBNFG                 功分器的基底噪声1Hz带宽=-174dBm。可以理解为入口是这个基底，出口也是这个。但是你的信号功率降了，所以用仪器测量噪声时，噪声系数会是3.
当你在LNA前加功分器时，功分器出口的底噪还是KTB=-174dBm/Hz。但是你的设备底噪是由LNA决定。因此实际等效就是信号功率下降，而你的设备底噪（功分器不会降低你的设备底噪，因为功分器出口噪声一直是KTB=-174dBm/Hz）没有下降。得到的结果就是在LNA前加多少衰减ＮＦ变坏多少！


<p align=right><font color=red>+3 RD币</font></p>

为什么功分器出口噪底一定是-174dBm/Hz?
如果假设功分器没有损耗 那么就不会产生噪声.不过要测试功分器的NF,如果一个出口接上负载就会引入噪声.测得的NF刚好就是3.

anzy

功分器也要看是什么结构的，Resistive splitter 和 Wilkinson splitter 是不同的，但是现在基本都是Wilkinson splitter了。
wilkinson splitter的两个输出口中间有一个为2Z0的电阻,当一端接50欧的时候，有一半的输入被50欧吸收；但是当两端同相输入时，反射回来的信号和通过2Z0 的信号互相抵消，所以信号都到合路端(当然会有一些插损)。

bystander

我将其中一路输入端接匹配负载，测的噪声系数为4.**
而开路时，测得的噪声系数则为2.**
低噪放本身NF约为1
各位大侠能解释一下嘛
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[em10]