頻譜儀測量噪聲的方法

噪聲系數(shù)：將輸出噪聲功率譜密度Po折算到輸入端Po/G，這個值與輸入阻抗Ri上的熱噪聲功率譜密度Pi之比。

其中，輸入阻抗Ri上的熱噪聲功率譜密度Pi=KT0=-174dBm/Hz

（K為玻爾茲曼常數(shù)K=1.38×10-23J/K

T0為標準噪聲溫度T0=290K)

NF=Po/G/Pi=Po/(Pi*G)=(S/Pi)/(G*S/Po)=SNRi/SNRo

反映了信噪比的惡化程度。

熱噪聲在帶寬B內的噪聲功率為KTB

噪聲系數(shù)最直接的測量方法是使用噪聲系數(shù)測試儀測量，其測量也較準確。

局限性：頻率范圍受限/價格昂貴；

若噪聲系數(shù)過大，測量不準確。

頻率儀測試噪聲

3dB功率法：

在被測件輸入端加匹配負載，環(huán)境溫度約為290K,測量輸出噪聲功率P1，然后在輸入端接上信號發(fā)生器，使信號輸出頻率在測量頻帶范圍內。調整信號發(fā)生器的信號功率，使被測件輸出功率P2比P1高3dB，可得噪聲系數(shù)：

NF=Pgen/Pi （Pgen為信號發(fā)生器輸出功率）

=Pgen/KT0B

對數(shù)形式：NF=Pgen-（-174dBm/Hz）

l3dB功率法測量步驟（30-512接收機）：

1、被測件(DUT)輸入接50歐負載，輸出接頻譜儀。頻譜儀內置衰減器設置為0dB,取平均，記錄此時噪聲功率。

2、被測件(DUT)輸入端接信號源，輸出接頻譜儀。調整信號源功率，直到功率比底噪大3dB，記錄此時信號源功率-136.6dBm

3、計算DUT的噪聲系數(shù)

NF=Pgen-（-174dBm/Hz）

=174-136.6-10lg(2kHz)

=4.4dB

3dB法測量噪聲系數(shù)優(yōu)點：不需要精確測量被測件的增益，不需要輸出噪聲功率的絕對值，只需確保兩次測量的相對功率為3dB。

l測試條件：

1、被測件的增益夠大,使得

-174dBm/Hz+Gain>頻譜儀底噪

假設底噪測量

基底噪聲=-115-10lg10kHz

=-155dBm/Hz

則被測件增益滿足條件：

Gain>-155-（-174）>19dB。

2、確保被測件和儀表工作在線性區(qū)。

l頻譜儀測噪聲系數(shù)的缺陷就是精度不夠。

頻譜儀測量噪聲系數(shù)誤差分析：

1、溫度：熱噪聲功率譜直接與溫度相關對被測件和儀表進行預熱至穩(wěn)定。

2、外部干擾：外部電磁波通過輻射從電纜或連接器接口泄露進去。

3、端口的匹配：失配情況下功率反射引起的誤差。