只用频谱仪和信号源能测噪声系数吗？

snow99

<DIV class=quote><B>以下是引用<I>Arm720</I>在2006-10-31 14:17:00的发言：</B>
这篇文章总结确实比较到位，收益。Snoww99功底比较深厚啊，有个问题不是太理解。
------下面是从胶片P9 中拷贝出来的。
测量的可行性分析(2)
加入一个pre-amplifier后, 输出噪声密度Nout=-174+15+30+1.5=-127 dBm/Hz
上面几个数字的含义可否再细化描述一下？ PreAmplifier的增益，噪声系数，等。</DIV>


待测LNA Gain = 15 dB
Pre-amplifier Gain = 30 dB
Total Gain = 45 dB
待测LNA NF = 1.5 dB
Pre-amplifier NF = 2 dB
Spectrum analyzer NF= 30 dB
Total cascaded NF = 1.65 dB
输出噪声密度Nout=-174+15+30+1.5=-127 dBm/Hz
公式中仍旧用1.5 dB作为系统总的NF. 把这个系统当作一个黑盒子, Gain = 45 dB, NF = 1.65 dB (估算中用LNA NF代替), 那么输出噪声密度Nout=Nin+Gain+NF[/COLOR]
实际上Pre-amplifier NF 对系统总NF影响不大, 只要Gain够高就行. 比如Pre-amplifier NF = 3 dB, Gain = 30 dB, 系统总NF = 1.68 dB.[/COLOR][br]<p align=right><font color=red>+5 RD币</font></p>

heaven6

<DIV class=quote><B>以下是引用<I>snow99</I>在2006-11-7 15:18:00的发言：</B>



你对于SSB NF和DSB NF的理解有些想当然了. 一般教科书上对Mixer的NF的定义都是DSB NF = SSB NF –3, 有疑问的话可以去翻翻B. Razavi的"RF Microelectonics"书中讲Mixer的那一章.

可以这样来理解, 对一个Mixer来说, 其输出噪声总是输入频率和镜像频率两个噪声源叠加后的产物. 对非零中频的Mixer来说, 因为镜像频率不在工作频段内, 我们可以假装对镜像频率的输入噪声视而不见, 只管输入SNR和输出SNR之差(不管过程只顾结果), 也就是Mixer的SSB NF; 对零中频的Mixer来说(一般就是I/Q解调器), 镜像频率也是有用信号的一部分, 虽然输出噪声中包含镜像频率噪声的贡献, 但是信号本身也应该加倍, 这样定义的DSB NF = SSB NF –3.

用单一频率信号只能测出SSB NF. WHY? 因为我们只用了一个信号, 在镜像频率处没有信号, 这种情况下, 实际上输入噪声功率加倍, 而信号没有加倍, 不符合DSB NF的定义. 因此想要DSB NF的话就要把测量结果减3dB.

还有个令人迷惑的问题: 如果在Mixer射频端加滤波器, 测出来的是SSB NF还是DSB NF? 或者问当我们计算级联NF的时候, 比如LNA + RF SAW + MIXER, 到底是用SSB NF还是DSB NF? 这个问题实际上是问话者设的一个小陷阱, 如果你眼里看到的是一个系统, 一个黑盒子, 而不是一个个元件, 就不会落入陷阱. 答案很简单, 测量结果永远是SSB NF(如果用单一频率信号测), 想要DSB NF的话就把测量结果减3dB; 计算级联NF的时候, 非零中频的Mixer的NF用SSB NF, 零中频的Mixer的NF用DSB NF.[/COLOR]</DIV>



我翻了RAZAVI的书，感谢SNOW99对我关于DSB NF和SSB NF概念的更正。但我对你后面说的疑问有疑问，我的结论是:前端加SAW之后系统DSB NF=SSB NF,不需要减3dB。
镜像抑制这个概念只存在于非零中频系统中，因此我下面的话只适合非零中频系统，而在零中频系统中不需要考虑SNOW99说的加不加SAW的情况。
当用一个单音在系统通带内测试时，它确实是SSB NF，但这个NF测量结果会比不加SAW时的SSB NF低3dB。因为被LNA放大后的镜像热噪基本会被SAW抑制掉，一般情况下（SAW对镜像的抑制约40dB，SAW前端增益约20dB）被抑制后的镜像热噪比通带内被LNA放大而没被SAW抑制的热噪低几个数量级（视LNA的增益和SAW对镜像处的抑制而定）而可以忽略镜像热噪。而正常情况下测MIXER的SSB NF时是不加SAW的，因此你说的情况下SSB NF会比平常所说的SSB NF 低3dB。
在你说的情况下，系统的DSB NF＝SSB NF ，不需要减3dB，因为测DSB时在镜像处加的另一个单音会被SAW抑制掉，在IF处不会因为与有用信号叠加而增加信号功率而降低NF。[br]<p align=right><font color=red>+5 RD币</font></p>

ZYWANGG11

宣传, 好好学习

tclq

[em08][em08][em08][em08][em08]
厲害~~~!

sslee

牛人啊，佩服佩服，认真学习中

sunwanderer

请教大家怎么回复中插入附件。

rickghl

Snow99 写得非常不错。

噪声系数分析仪虽然可以测试变频器件，但是对于这种近零中频的测试比较困难。(一般噪声仪的Start Frequency =10MHz) 因此在这种情况下往往需要使用频谱仪直接测试。

xbtxbt

谢谢大家讨论了这么久，确实非常好！
我们一个师兄想出了一个很好的办法，希望对大家有帮助。
我的板子增益大概是60dB，我们的办法是在输入端先接上一个50欧姆负载，上电，用频谱仪观察这个时候输出信号频率处的噪声功率。再用信号源输入小信号(-110dBm的CW波），用频谱仪计算增益。最后是噪声功率-174dBm/Hz-增益，就是噪声系数了。
这个方法就饶开了需要一个已知增益和噪声系数的放大器的麻烦，但是只能测大增益（大于30dB）大家觉得如何？[br]<p align=right><font color=red>+3 RD币</font></p>

rickghl

ls的方法局限性太大，你的放大器输出的噪声必须要大于频谱仪的底噪。而Snow99 提的就是针对输出噪声功率无法直接测量的解决方法[br]<p align=right><font color=red>+1 RD币</font></p>

nanshan1981

好,经典.

hanny

Snow99 的方法是对的

ericmok

弱弱的问一下，楼上的heaven6:    噪声功率单位为什么要加上 \Hz ？为什么不直接用dBm？

liwm_911

学习学习!

qiuyangdvb

我也不明白：

测量的可行性分析1中提到这个:
1:例如一个Gain=15dB, NF=1.5dB的待测LNA, 和频谱仪接在一起后总的NF=15dB
根据噪声级连公式
NF=NF1+(NF2-1)/G1=1.5+(30-1)15=3.43
总的NF怎么会是15dB？

cooleyn

<DIV class=quote><B>以下是引用<i>heaven6</i>在2006-11-7 17:37:00的发言：</B>




我翻了RAZAVI的书，感谢SNOW99对我关于DSB NF和SSB NF概念的更正。但我对你后面说的疑问有疑问，我的结论是:前端加SAW之后系统DSB NF=SSB NF,不需要减3dB。
镜像抑制这个概念只存在于非零中频系统中，因此我下面的话只适合非零中频系统，而在零中频系统中不需要考虑SNOW99说的加不加SAW的情况。
当用一个单音在系统通带内测试时，它确实是SSB NF，但这个NF测量结果会比不加SAW时的SSB NF低3dB。因为被LNA放大后的镜像热噪基本会被SAW抑制掉，一般情况下（SAW对镜像的抑制约40dB，SAW前端增益约20dB）被抑制后的镜像热噪比通带内被LNA放大而没被SAW抑制的热噪低几个数量级（视LNA的增益和SAW对镜像处的抑制而定）而可以忽略镜像热噪。而正常情况下测MIXER的SSB NF时是不加SAW的，因此你说的情况下SSB NF会比平常所说的SSB NF 低3dB。
在你说的情况下，系统的DSB NF＝SSB NF ，不需要减3dB，因为测DSB时在镜像处加的另一个单音会被SAW抑制掉，在IF处不会因为与有用信号叠加而增加信号功率而降低NF。
<p align=right><font color=red>+5 RD币</font></p></DIV><p>

cooleyn

一个经常遇到的问题，比如零中频Zero-IF接收机里正交混频器(Quda MIXER)的噪声系数问题，Mixer输出I/Q两路，如果在其中一条路上I或者Q路测试的噪声系数为NF1(Y参数法(噪声源头+频谱仪)，位于正频率在一个基带带内测得的)，那么最终等效的Zero-IF Mixer的噪声系数是多少？

mssgzw1

8楼的下载不了了呀？？为什么[em11][em13]

wzx19771018

[em10]

adrianliu

8楼的学的还可以,值得学习[em05]

6833580

只能估计个大概吧。还是用噪声仪来测的准确。