噪聲系數(shù)表征被測件DUT內(nèi)部噪聲程度,是對信噪比的惡化程度,即輸入信噪比和輸出信噪比的比值。進行噪聲系數(shù)測量時,往往追求0.1dB甚至更嚴格的誤差范圍,那么問題來了,怎樣判斷噪聲系數(shù)的測量值是否準確呢?如果同樣采用Y因子法的兩臺噪聲系數(shù)分析儀的結果有偏差,原因和解決方法是什么?
噪聲系數(shù)分析儀測量不確定度評估方法
保證準確度的要求:
﹒ENR-NF(SA) >3dB
﹒ENR-NF(DUT)>5dB
﹒NF(DUT)+G(DUT)-NF(SA)>1dB
以上公式的含義:
﹒噪聲源超噪比ENR比分析儀噪聲系數(shù)大3dB以上
﹒噪聲源ENR比DUT噪聲系數(shù)大5dB以上
﹒DUT的噪聲系數(shù)加增益大于分析儀噪聲系數(shù)1dB以上
﹒選擇噪聲源的ENR高一些比較準,但要考慮總功率不可接近甚至超過DUT的功率線性區(qū)
分析儀噪聲系數(shù)NF與底噪聲DANL:
﹒NF_SA(dB)=176.22+DANL
誤差項來源:
﹒噪聲源ENR誤差
﹒駐波(噪聲源、DUT和分析儀)
﹒分析儀校準誤差
﹒DUT增益測量誤差
不同噪聲系數(shù)分析儀測量一致性
不同噪聲系數(shù)分析儀測量同一DUT的噪聲系數(shù)應當完全一致嗎?
實際情況可能并非如此,偏差主要來源以下方面:
﹒噪聲源ENR的溯源校準誤差
﹒噪聲源駐波不同
﹒分析儀噪聲系數(shù)和駐波不同
﹒噪聲源ENR不同,使DUT工作在不同輸入功率狀態(tài),線性度造成的偏差
﹒接口類型不同時轉接器帶來的誤差
上述因素造成不同噪聲系數(shù)分析儀測量同一DUT的噪聲系數(shù)的結果不同。
﹒如果希望保持兩套噪聲系數(shù)分析設備(A和B)測量結果保持一致,需要進行以下操作:
﹒假設標準設備A
﹒用系統(tǒng)A校準后,連接系統(tǒng)B所使用的噪聲源,測量ENR
﹒系統(tǒng)B使用上述噪聲源和ENR測量數(shù)據(jù),測量DUT
﹒如果端口類型不同,要求轉接器的駐波<1.2,越小越好
﹒可以使用一個3dB衰減器考核噪聲系數(shù)分析儀的準確度,用網(wǎng)絡分析儀標定此衰減器的S21損耗dB值,此標定值即可當作噪聲系數(shù)標準值,分析儀測量值與標準值之差即測量誤差
﹒當系統(tǒng)B噪聲源ENR遠大于A時,適當考慮在B噪聲源加衰減器改善駐波,并使兩個噪聲源ENR接近
通過以上步驟,使分析儀B校準溯源到A,達成測試一致性。從計量溯源角度考慮,上述方法并不是最好的,因為無法保證分析儀A能夠作為標準。分析儀A和B,包括噪聲源整套設備,都應該送檢到上級計量機構,從而保證標準溯源。