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摸索Y因子法丈量噪声系数

培训故事 [db:作者] 评论

[db:摘要]

懂得怎样应用Y因子法丈量噪声系数(NF)。咱们将深刻研讨怎样应用它来找到噪声因子,怎样校准噪声温度等等。本文援用地点:NF器量使咱们可能表征RF组件跟体系的噪声机能。对芯片制作商来说,停止正确的NF丈量的才能能够带来宏大的美元代价,由于须要正确的丈量来保障优质产物真正到达指定的噪声机能,从而能够以低价出卖。因而,咱们不该该惊奇地发明,多少十年来曾经停止了大批的研讨来改良噪声系数丈量的方式。一种风行的技巧是Y因子法,这是本文的重点。应用双端口装备丈量噪声系数斟酌一个衔接到源电阻R的双端口装备,温度为T,如下图1所示。图1衔接到源极电阻的双端口装备的表示图总输出噪声No与源电阻温度T的关联如图2所示。图2表现总输出噪声与源电阻温度的图假如RS是无噪声的,即T=0 K,则输出端呈现的独一噪声将是被测装备的噪声,标志为No(added)。跟着RS温度的降低,其噪声奉献也会增添。找到装备的噪声系数现实上相称于找到上述“噪声线”。有两种方式能够指定一条线:穿过线上的两个点;或许经由过程一个点跟直线的斜率。Y因子法现实上丈量噪声线上的两个点,并应用该信息来找到被测器件(DUT)的噪声因子。另一种噪声系数丈量方式是冷源法,该方式经由过程找到直线上的单个点以及直线的斜率(kBG)来断定噪声系数。斟酌到这一点,让咱们来看看Y因子方式。图3表现了Y因子法的基础框图。图3 Y因子法框图为了找到噪声线的两个差别点,咱们须要对输入利用两个差别的噪声程度。经由过程在温度Tc跟Th下将两个婚配的电阻器衔接到DUT的输入端,发生所需的输入噪声功率。对Y因子法,经由过程等效噪声温度Te更轻易对DUT的噪声机能停止建模。假如DUT增加的输出噪声为No(added),则其噪声温度由下式给出:此中k是玻尔兹曼常数,B跟G是DUT的带宽跟可勤奋率增益。经由过程对组件的噪声温度停止建模,咱们能够很轻易地找到两个输入噪声程度的输出噪声。Th处热源的输出噪声功率如方程1所示。方程式1相似地,冷源的输出噪声Tc经由过程方程式2得出。方程式2在上述方程组中:Te跟产物BG未知家喻户晓,Th跟Tc这两个输入的噪声温度存在很高的精度Nh跟Nc是丈量值假如咱们将方程1除以方程2,则BG项消散,咱们失掉方程3。方程式3这个比率被称为Y因子。应用一点代数,上述方程给出了方程4中DUT的噪声温度。方程式4有了Te,咱们能够利用以下方程来找到噪声因子:校准步调——校准噪声跟接受器噪声温度Y因子法准则上很简略。但是,在实际中,有一些盘根错节的成绩须要细心处置。此中一个盘根错节的成绩是丈量装备发生的噪声。如下图4所示。图4表现噪声缩小器跟噪声丈量接受器的框图如上图所示,丈量的输出噪声功率Nh跟Nc遭到丈量装备噪声的影响。换句话说,经由过程将Nh跟Nc代入方程3跟4,咱们现实上找到了由DUT跟丈量装备构成的两级级接洽统的噪声温度。利用Friis方程,两级级接洽统的噪声温度给出了方程5。方程式5说明:TDUT跟TRECEIVER 是DUT跟丈量装备的噪声温度GDUT是DUT的可勤奋率增益当DUT增益超越30dB时,咱们能够疏忽第二级的噪声,并假设Tcas?TDUT。但是,当不满意此前提时,咱们必需应用校准步调来改正第二阶段发生的偏差。在校准步调中,噪声源直接衔接到“噪声丈量接受器”,并利用Y因子法来断定接受器的噪声温度(图5)。图5方框图表现了Y因子法用于盘算接受器的噪声温度将冷热噪声功率利用于丈量装备,咱们从校准体系的噪声线中取得两个点Nh,cal跟Nc,cal。当初咱们能够找到校准设置的Y因子:经由过程从新陈列上述方程,咱们失掉接受器噪声温度:总之,校准步调(图5)丈量仪器自身并断定TRecever。接上去,在DUT就位的情形下(图4),找到级接洽统Tcas的噪声温度。最后,假设DUT的增益已知,咱们将TRecever跟Tcas代入方程5以取得TDUT。年夜少数情形下,DUT的增益是未知的。但是,上述丈量成果可用于轻松找到GDUT。盘算被测器件增益从丈量安装取得的噪声功率——图4中的Nh跟Nc——阅历了DUT的增益;但是,Nh、cal跟Nc、cal并不阅历这种增益(图5)。因而,GDUT能够经由过程方程式6停止估量。方程式6在上一篇文章中,咱们探讨了噪声系数界说中应用的功率增益是可勤奋率增益GA。应当留神的是,咱们从方程6中取得的功率增益不即是GA。为了辨别这两个功率量,方程6给出的功率称为拔出增益。这将鄙人一篇文章中更具体地探讨。拔出增益——用二极管实现噪声源为了发生所需的输入噪声程度,咱们能够在准确把持的物理温度下应用两个婚配的电阻器。比方,能够经由过程将电阻器浸入液氮(Tc=77K)或液氦(Tc=4K)中来取得冷噪声源。传统上,热电阻器被放置在滚水或冰水中。固然晚期的噪声源依附于调理源电阻器的物理温度,但明天的有源噪声源平日应用二极管或电子管来供给校准的噪声程度。图6表现了基于二极管的噪声源的简化框图。图6基于二极管的噪声源的简化框图当衔接28V电源时,二极管反向偏压到雪崩地区,发生大批噪声。另一方面,当电源断开时,输出端只会呈现大批噪声。RF扼流圈(RFC)只是一个电感器,其巨细足以在全部感兴致的频率下被视为开路。衰减器有助于咱们下降掉配的不断定性。它确保无论二极管是开启仍是封闭,噪声源在输出端都表示出绝对恒定、明白的婚配。固然噪声二极管的物理温度是室温,但它会发生异样“热”的噪声程度。比方,在10000K的范畴内,这高于任何已知金属的熔点。古代噪声源发生的噪声随时光稳固,频率范畴宽,反射系数低。适量噪声比公式适量噪声比(ENR)是表征有源噪声源发生的噪声的常用方式。ENR(分贝)界说为:说明:Th跟Tc是噪声源在ON跟OFF状况下的噪声温度T0是290 K的参考温度请留神,ENR的晚期界说是:该界说基于Tc即是T0的假设。在咱们的丈量中平日不是如许。但是,噪声源制作商供给的校准ENR值平日参考T0=290 K。比方,假如ENR指定为15 dB,则Th=9460.6 K。贸易噪声源最罕见的ENR值为5、6跟15 dB。也有ENR值较高的噪声源,比方25 dB,但ENR值高于15 dB的噪声源的可用性无限。   申明:新浪网独家稿件,未经受权制止转载。 -->
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