開(kāi)啟或者關(guān)閉噪聲源(通過(guò)開(kāi)關(guān)DC電壓),工程師可使用頻譜分析儀測(cè)量輸出噪聲功率譜密度的變化。計(jì)算噪聲系數(shù)的公式為:
在這個(gè)式子中,ENR為上表給出的值。通常ENR頭的NF值會(huì)列出。Y是輸出噪聲功率譜密度在噪聲源開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)的差值。這個(gè)公式可從以下得到。
ENR噪聲頭提供兩個(gè)噪聲溫度的噪聲源:熱溫度時(shí)T=TH(直流電壓加電時(shí))和冷溫度T=290°K。ENR噪聲頭的定義為:
冗余噪聲通過(guò)給噪聲二極管加偏置得到?,F(xiàn)在考慮在冷溫度T=290°K時(shí)與在熱溫度T=TH時(shí)放大器(DUT)功率輸出比:
Y=G(Th+Tn)/G(290+Tn)=(Th/290+Tn/290)/(1+Tn/290)
這就是Y因數(shù)法,名字來(lái)源于上面的式子。
根據(jù)噪聲系數(shù)定義,F(xiàn)=Tn/290+1,F(xiàn)是噪聲因數(shù)(NF=10*log(F)),因而Y=ENR/F+1。在這個(gè)公式中,所有變量均是線性關(guān)系,從這個(gè)式子可得到上面的噪聲系數(shù)公式。
我們?cè)俅问褂肕AX2700作為例子演示如何使用Y因數(shù)法測(cè)量噪聲系數(shù)。裝置圖見(jiàn)圖3。連接HP346AENR到RF的輸入。連接28V直流電壓到噪聲源頭。我們可以在頻譜儀上監(jiān)視輸出噪聲功率譜密度。開(kāi)/關(guān)直流電源,噪聲譜密度從-90dBm/Hz變到-87dBm/Hz。所以Y=3dB。為了獲得穩(wěn)定和準(zhǔn)確的噪聲功率譜密度讀數(shù),RBW/VBW設(shè)置為0.3。從表2得到,在2GHz時(shí)ENR=5.28dB,因而我們可以計(jì)算NF的值為5.3dB。
本文小結(jié)
本文討論了測(cè)量射頻器件噪聲系數(shù)的三種方法。每種方法都有其優(yōu)缺點(diǎn),適用于特定的應(yīng)用。表3是三種方法優(yōu)缺點(diǎn)的總結(jié)。理論上,同一個(gè)射頻器件的測(cè)量結(jié)果應(yīng)該一樣,但是由于射頻設(shè)備的限制(可用性、精度、頻率范圍、噪聲基底等),必須選擇最佳的方法以獲得正確的結(jié)果。