手机接收通道噪声系数测试

关键词

噪声系数、噪声温度、超噪比、Y 系数法、冷热负载法

概述：

针对手机等接收机整机噪声系数测试问题，该文章提出两种简单实用的方法，并分别讨论其优缺点，一种方法是用单独频谱仪进行测试，精度较低；另一种方法是借助噪声测试仪的噪声源来测试，利用冷热负载测试噪声系数的原理，能够得到比较精确的测量结果。

Abstract ：

Often we face to test noise figure of a receiver with RF input and I/Q analogue output, normal noise figure instrument is not adequate for the limited frequency range, here we introduce two methods, one is to use spectrum analyzer, another method is to use standard noise source, and use Y-coefficient method to calculate the noise figure. 问题提出

下图是MAXIM 公司TD-SCDMA 手机射频单元参考设计的接收电路，该通道电压增益大于100dB ，与基带单元接口为模拟I/Q 信号，我们需要测量该通道的噪声系数。我们现有的噪声测试仪表是HP8970B ，该仪表所能测量的最低频率为10MHz ，而TD-SCDMA 基带I/Q 信号最高有用频率成份为640KHz ，显然该仪表不能满足我们的测量需求。

AFC

RxI+RxI-

CLK DATA ENRX RxQ+RxQ-RxAGC

VBA GND

3~3.6Vdc

LH46B Matching

图1：MAXIM 公司TD-SCDMA 手机射频接收电路

下面我们将介绍两种测试方案，并讨论其测试精度，最后给出实际测试数据以做对比。

利用频谱仪直接测试

图2：利用频谱仪直接测量噪声系数

利用频谱仪直接测量噪声系数的仪器连接如图2所示，其中点频信号源用于整个通道增益的校准，衰减器有两个作用，一是起到改善前端匹配的作用；二是做通道增益校准使用，因接收机增益往往很高，大于100dB ，而一些信号源不能输出非常弱的信号，配合该衰减器即能完成该功能。

测量步骤一，先利用信号源产生一个点频信号（一般我们感兴趣的是接收机小信号时的噪声系数，故此时点频信号电平应接近灵敏度电平），频点与本振信号错开一点，这样在基带I/Q 端口可以得到一个点频信号，调节接收机通道增益使I/Q 端点频信号幅度适中，测量接收机输入与输出端的点频信号大小可以求得这时的通道增益，记为G ；

测量步骤二，接步骤一，关闭信号源，保持接收机所有设置不变，用频谱仪测量I/Q 端口在刚才点频频点处的噪声功率谱密度，I 端口记为Pncdensity(dBm/Hz), Q 端口记为Pnsdensity(dBm/Hz)，则接收通道噪声系数有下式给出：

01

(1)(/)(/)10lg[

]()3b b F k T k T Pncdensity dBm Hz Pnsdensity dBm Hz G dB mW

?+==++ Eq.1

上式中k b 表示波尔兹曼常数，F 是噪声系数真值，我们用NF 表示噪声系数的对数值，NF ＝10lg(F)， G 表示整个通道增益，T 1为当前热力学温度，T 0等于290K 。假定T 1＝T 0，容易求得NF 的显式表达式如下：

0(/)[](/)()3

171(/)()

b NF Pncdensity dBm Hz k T dBm Hz G dB Pncdensity dBm Hz G dB =???≈+? Eq.2

或者：

0(/)[](/)()3

171(/)()

b NF Pnsdensity dBm Hz k T dBm Hz G dB Pnsdensity dBm Hz G dB =???≈+? Eq.3

关于方程2与方程3的正确性，我们可以做如下简单推导。先考虑点频情况，设接收机输入端点频信号为：

000cos[2()][cos(2)cos(2)sin(2)sin(2)]A f f t A f t f t f t f t πππππ??=?+? Eq.4

接收机I/Q 端口点频信号分别为：

cos(2)*A f t G π? Eq.5 sin(2)*A f t G π? Eq.6 现在考虑噪声问题，为简化计算，这儿设当前温度为290K ，即定义噪声系数的标准温度。根据噪声系数的定义，我们可以将系统产生的噪声等效到输入端口，该噪声与资用噪声功率和应等于资用噪声功率的F 倍。下面我们用一个窄带平稳高斯过程来描述这两部分噪声之和，设噪声带宽为2B ，下面方程给出了该噪声的一些特性：

002220()()cos(2)()sin(2)()()()2()()0

c s c s b c s n t n t f t n t f t n t n t n t k T B F n t n t ππττ=+===+=≠ Eq.7

比较方程4与方程7，再参照方程5式与6式，我们可以得到接收机输出端的噪声表达式：

I 端口：()*c n t G Eq.8 Q 端口：()*s n t G Eq.9

结合方程8与方程7可以直接得到方程2，结合方程9与方程7可以直接得到方程3，注意I 与Q 端口噪声带宽为B ，是射频噪声带宽的一半。下图比较形象地给出了噪声

变换过程:

002:

[cos(2)cos(2)sin(2)sin(2)]/2

CW Signal A f t f t f t f t Pcwin A ππππ?+?=:

)*)()()

f t G

Pcwin dBm G dB π?=+:)*)()()

f t G

Pcwin dBm G dB ?=+0200](11

()222

(/)[/)3

b b

c c Pncin n t k T B F Pncindensity dBm Hz k T dBm Hz NF ===+?0200()sin(2)

11

()2(/)[](/)3

s s b b n t f t Pnsin n t k T B F

Pnsindensity dBm Hz k T dBm Hz NF π===+?20:()*()[()]()()[2]()()/)[](/)()3

c c b In phase noise n t G

Pnc dBm n t dBm G dB NF k T B dBm G dB NF

Hz k T dBm Hz G dB NF =++=++=+++200()*()[()]()()[2]()()(/)[](/)()3

s s b b n t G

Pns dBm n t dBm G dB NF k T B dBm G dB NF

Pnsdensity dBm Hz k T dBm Hz G dB NF =++=++=+++

图3：输入输出噪声功率及功率谱密度关系

从上图还可以看到，在数值上，输出同相噪声功率谱密度与输入同相噪声谱密度除通道增益与噪声系数外，相差6dB ，这说明输入同相噪声上下两边带是严格相关的；输出正交噪声谱密度与输入正交相噪声谱密度相比除通道增益与噪声系数外，同样也有6dB 增益。

借助标准噪声源精确测试

这里介绍的方法即Y 系数法，也称为冷热负载法，一般噪声系数测试仪表就采用该方法，但仪表有它自身的限制，如HP8970B 所能测量的最低频率为10MHz ，待测件最大增益80dB 。我们这里采用通用频谱仪来检测待测件输出噪声大小，从而避开了噪声测试仪表在噪声检测上的限制，再根据Y 系数法原理计算出待测件噪声系数。下图给出了该方法的仪器配置图：

图4：Y 系数法仪器配置图

测量步骤一，先将接收机接到点频信号源侧，利用信号源产生一个灵敏度电平的点频信号（因为我们通常感兴趣的是接收机小信号时的噪声系数），频点与本振信号错开一点，这样在基带I/Q 端口可以得到一个点频信号。调节接收机通道增益使I/Q 端点频信号幅度适中；

测量步骤二，接步骤一，保持接收机所有设置不变，将接收机接到噪声源一侧，噪声源置为冷态，设冷态噪声温度为T 1，用频谱仪测量I 端口噪声功率谱密度（I 与Q 有相同的性质，故此处仅提及I 端口），记为Poc(dBm/Hz)；

测量步骤三，接步骤二，保持接收机设置不变，噪声源置为热态，设噪声温度为T 2，用频谱仪测量I 端口噪声功率谱密度，记为Poh(dBm/Hz)；

所谓Y 系数法中的Y 即测量步骤三与测量步骤二两测量值的比值： /Y Poh Poc = Eq.10

设接收机等效噪声温度为T e 。我们可以用冷态源噪声温度，热态源噪声温度，接收机等效噪声温度来表示系数Y ，如下式：

21e

e

T T Y T T +=

+ Eq.11 设噪声头超噪比为ENR ，标准噪声温度为T 0（290K ），根据超噪比定义可得到下面等式：

20

T T ENR T ?=

Eq.12 根据噪声系数与等效噪声温度定义可以得到下式：

e T T F T +=

Eq.13 联立方程11，12，13，可以容易求得噪声系数关于ENR 、Y 、T 1、T 0的函数关系，其对数表达形式如下：

10

()10lg(1)10log[1(1)]T Y

NF ENR dB Y ENR T =??++

? Eq.14 一般冷态噪声温度接近标准噪声温度，在对精度要求不高时，可以认为T 1＝T 0，上式可以简化为：

()10lg(1)NF ENR dB Y =?? Eq.15 上式中Y 由方程10给出，是间接测量值，ENR 由噪声头给出。根据该等式可以方便求出接收机噪声系数。 两种测试方法的优缺点比较

利用方法一测试MAXIM 公司TD-SCDMA 手机接收通道噪声系数，先利用点频信号测量通道增益，输入点频信号为－105.6dBm ，频点2015.95MHz ，MAX2392的LNA 与混频器置为高增益高线性状态，VGC 电压调到2.63V ，本振频点置为2015.8MHz ，这时我们在I 输出端测到-3.5dBm 的150KHz 点频信号，从而计算出整个通道增益为102.1dB 。现在关掉输入的点频信号，利用频谱仪测量I 端口在150KHz 频点处噪声功率谱密度，我们用的频谱仪是RS 公司FSEA ，为使噪声测量结果精确，检波方式设为“SAMPLE ”，然后再利用 “Maker Noise ”功能测试。我们测到噪声功率谱密度为-63.5dBm/Hz 。根据方程2可以容易计算出整个通道的噪声系数为：

171(/)()17163.5102.1 5.4NF Pncdensity dBm Hz G dB dB ≈+?=??=

利用方法二测试MAXIM 公司TD-SCDMA 手机接收通道噪声系数，接上面的测量，保持MAX2392工作状态不变。在上面测试中得到的I 端口150KHz 频点处噪声功率谱密度即为冷态噪声源时的噪声功率谱密度，现在仅需测热态时该频点处噪声功率谱密度。这儿我们用的是Noise/Com 公司的NC346A 噪声头，其在2G 频点处超噪比ENR ＝5.91dB 。利用与方法一中同样的测试方法，我们测到热态时在150KHz 处噪声功率谱密度为-

60.4dBm 。根据方程10可以计算出Y 系数为3.1dB ，再根据方程15我们可以计算出整个通道的噪声系数为：

3.110

()10lg(1) 5.9110lg(101) 5.7NF ENR dB Y dB =??=??=

比较上面两种方法得到的测量结果，仅差0.3dB ，测试结果是比较理想的。这两种方法中，第二种测试方法更精确一些，原因是频谱仪在测量噪声功率谱密度时可能会有误差，频谱仪的中频滤波器的信号带宽与噪声带宽一般不等，有的频谱仪会给出一个修正值，有的则没有，如我们没有考虑该修正值，或仪表在读数上未做修正，则我们测到的噪声功率谱密度就可能有1dB 左右偏差，导致最终噪声系数1dB 左右偏差。如按第二种方法测试，因为我们仅需知道冷热噪声源时功率谱密度比值，即便在冷热两种噪声源时测到的功率谱密度有偏差，其比值依然是正确的，从而提高了噪声的测量精度。

翻译_无线电接收器的噪声系数

无线电接收器的噪声系数 H. T. ERJISt, FELLOW, I.R.E. 摘要——本文给出了电波接收器噪系数的严格定义，此定义不局限于高增益接收机，也适用于普通的四端口网络。分析了接收器整体的噪声系数与其组件的噪声系数之间的关系，简要叙述了接收器组件与其噪声系数的测量方法之间的不匹配。 简介 当越来越短的波得到实际应用，无线电接收器的噪声源也越来越被重视。在很多相关论文中，特别是Llewellyn（英国音乐家）和Jansky（美国无线电工程师）在1928年发表的论文中，通过实验得到：热激噪声（约翰逊噪声）决定了短波无线电接收器的绝对灵敏度。早在1942年，North 建议采用的无线电接收器的绝对灵敏度的标准与我们当时所用的标准相差多达2倍。因为它是基于接收器输入电路的阻抗匹配，我们的标准很有局限性，所以我们采用了他的标准。 本文提出了一个更严格的关于无线电接收器的绝对灵敏度标准的定义，即噪声系数。该定义不局限于高增益接收机，也适用于普通的四端口网络。它使通过一个简单的分析就给出接收器整体的噪声系数与其组件的噪声系数之间的关系成为可能。对于双重检波接收器来说，这些组件可能是高频放大器、变频器和中频放大器。本文也给出了噪声系数的测量方法。

四端口网络噪声系数的定 义如图1所示，一个信号发生器 连接到输入端，输出电路也被标 记出来。网络的输入阻抗和输出 阻抗可能包含电抗成分，它们可 能与发生器和输出电路匹配或不匹配。四端口网络可能是一个放大器、转换器、衰减器或简单的变压器。信号发生器对于接下来的定义是必要的，但信号发生器里面的衰减器和连接右面的输出电路则只是为了表明对噪声系数和增益的测量。 噪声系数将依据可用信号功率、有效噪声功率、增益和有效带宽来定义，下面将给出这些术语的定义并进行讨论。 可用信号功率 阻为R0欧，电动势为E伏特的发生器提供给R1欧的电阻E2R1/(R0+R1)2瓦特的功率，当输出电路与发生器匹配，即R1= R0时，这个功率达到最大等于E2/4R0。E2/4R0被人们称为发生器的可用功率，它的定义与所连接的电路的阻抗无关。当R1不等于R0时，因为存在失配损耗，所以输出功率小于可用功率。事实上，在放大器的输入电路中，由于不匹配而降低的输出噪声可能比降低的输出信号更多，所以不匹配很可能是个有益的条件。正是这种放大器的输入电路中不匹配条件的存在，使本文中的术语“可用功率”显得更加恰当。在图1中，用S o表示信号发生器输出端的可用信号功率。这里S o等于V2/RA瓦特，当V表示衰减器输入端电压，R表示衰减器的特征阻抗，A表示

噪声系数的含义和测量方法

噪声系数的含义和测量方法 噪声系数的含义 噪声系数是用来描述一个系统中出现的过多的噪声量的品质因数。把噪声系数降低到最小的程度可以减小噪声对系统造成的影响。在日常生活中，我们可以看到噪声会降低电视画面的质量，也会使无线通信的话音质量 变差;在诸如雷达等的军用设备中，噪声会限制系统的有效作用范围;在数字通信系统中，噪声则会增加系统的误码率。电子设备的系统设计人员总是在尽最大努力使整个系统的信噪比(SNR)达到最优化的程度，为了达到这个目的，可以用把信号提高的办法，也可以用把噪声降低的办法。在像雷达这样的发射接受系统中，提高信噪比的一种方法是用更大的大功率放大器来提高发射信号的功率，或使用大口径天线。降低在发射机和接收机之间信号传输路径上对信号的衰耗也可以提高信噪比，但是信号在传输路径上的衰耗大都是由工作环境所决定的，系统设计人员控制不了这方面的因素。还可以通过降低由接收机产生的噪声—通常这都是由接收机前端的低噪声放大器(LNA)的质量决定的—来提高信噪比。与使用提高发射机功率的方法相比，降低接收机的噪声(以及让接受机的噪声系数的指标更好)的方法会更容易和便宜一些。 噪声系数的定义是很简单和直观的。一个电子系统的噪声因子(F)的定义是系统输入信号的信噪比除以系统输出信号的信噪比: F=(Si/Ni)/(So/No) Si=输入信号的功率 So=输出信号的功率 Ni=输入噪声功率 No=输出噪声功率 把噪声因子用分贝(dB)来表示就是噪声系数(NF)，NF=10*log(F)。 这个对噪声系数的定义对任何电子网络都是正确的，包括那些可以把在一个频率上的输

入信号变换为另外一个频率的信号再输出的电子网络，例如上变频器或下变频器。 为了更好地理解噪声系数的定义，我们来看看放大器的例子。放大器的输出信号的功率等于放大器输入信号的功率乘以放大器的增益，如果这个放大器是一个很理想的器件的话，其输出端口上噪声信号的功率也应该等于输入端口上噪声信号的功率乘以放大器的增益，结果是在放大器的输入端口和输出端口上信号的信噪比是相同的。然而，实际情况是任何放大器输出信号的噪声功率都比输入信号的噪声功率乘以放大器的增益所得到的结果大，也就是说放大器输出端口上的信噪比要比输入端口上的信噪比小，即噪声因子F要大于1，或者说噪声系数NF要大于0dB。 在测量并比较噪声系数的测量结果时，非常重要的是要注意我们在测量的过程中是假定测量系统能够在被测器件(DUT)的输入端口和输出端口上提供非常完美的50Ω的负载条件。可是在实际测量中，这样完美的条件永远不会存在。稍后我们会讨论如果测量系统不是很完美的50Ω系统会对噪声系数的测量精度造成怎样的影响。同时，我们也会看到各种校准和测量方法是怎么克服因为不是很完美的50Ω的源匹配而造成的测量误差的。 图1器件对信号的处理过程 另一种用来表达由一个放大器或系统引入的附加噪声的术语是有效输入温度(Te)。为了理解这个参数，我们需要先看一下无源负载所产生的噪声的量的表达方式—kTB，其中k 是玻尔兹曼常数，T是以开尔文为单位的负载的温度，B是系统带宽。因为在某个给定的带宽内，器件产生的噪声和温度是成正比的，所以，一个器件所产生的噪声的量可以表示为带

静电测试仪使用说明书

Hand-held static sensor locates and meas-ures static voltages, tests air ionizers.New from 3M,the 718 Static Sensor can help companies competing in the global high-tech marketplace prevent cost-ly losses due to electro static discharge (ESD) damage by playing a vital and valuable role in their own ESD control program. Easy to use,the hand-held 3M ?718 Static Sensor is designed to measure static voltages on objects and sur-faces arising from electrostatic charge buildups,and can help identify ESD trouble-spots — ensuring product relia-bility and customer satisfaction which translates into com-pany profits. As a bonus,when used in conjunction with the 3M TM Model 718A Air Ionizer Test Kit,the 718 can also be used to verify the operation of air ionizers.718 Static Sensor Features ? Small-size,lightweight,conductive plastic housing ? Membrane switches for Power,Range/Zero,and Hold functions. ? Digital,LCD (liquid-crystal) display is easy to read and updates quickly. ? Ranging system assists user in making quick and easy measurements ? Measurements accurate to 5% ? Output jack available for continuous measurements Convenient Size/Low Power Requirements The 718 is small enough to be carried in a pocket and weighs less than 5 oz. (142 g),including battery. The light-weight plastic housing is conductive,allowing a properly-grounded user to dissipate all electrostatic charges from the surface of the meter.Meter Functions The meter is equipped with three membrane switches which control different functions. The POWER switch turns the instrument on and off. The RANGE/ZERO button performs two functions; when pressed momentarily it switches between the two measurement ranges of 0-2,000 volts and 0-20,000 volts,and if held for longer than 3 seconds,it resets the voltage display to 0 volts. The HOLD button allows the user to freeze a measurement on the LCD for later review.Ranging System Included with the 3M 718 Static Sensor is a ranging system consisting of two light-emitting diodes (LEDs) which each emit a circular red light onto the surface being measured for static. When the two lights intersect and form a single focused light,the measurement distance is the prescribed 1 inch (2.54 cm). Accuracy The Model 718 Static Sensor is accurate to within ±5% of the displayed measurement,at a distance of one inch (2.54 cm) from the target. Accuracy will vary as the dis-tance between measured object and instrument changes from the one inch (2.54 cm) specification.Analog Output Jack The analog output jack located in the front of the unit pro-vides a convenient hook-up,via a 3/32 inch (2.5 mm)monophone jack,to a recorder/data acquisition console. The 3M 718 Static Sensor may then be used for remote monitoring or permanent recording of electrostatic voltage readings. 3M 718 Static Sensor Specifications Dimensions 0.85" (H) x 2.4" (W) x 4.15" (L) 2.2 cm (H) x 6.1 cm (W) x 10.5 cm (L)Weight 4.5 oz. (128 g) with battery Power Requirements One 9-volt alkaline battery Measurement Ranges 0 – 2 kV Low Range 0 - 20 kV High Range V oltage Display 3) digit liquid crystal display V oltage Output 1/1000 of measured voltage @ low range 1/10,000 of measured voltage @ high range Distance Indicator LED targets. Aligned targets indicate 1 in. (2.54 cm) measurement distance Measurement Accuracy Within 5% of actual voltage Certifications UL,C-UL,CE,CB-scheme,NOM 3 718 Static Sensor 718A Air Ionizer Test Kit 718 Range Finder Unfocused 718 Range Finder at 1" away 3M 718 Static Sensor 1 2 3

噪声系数测量手册1：噪声系数定义及测试方法

噪声系数测量手册 Part 1. 噪声系数定义及测试方法 安捷伦科技：顾宏亮一.噪声系数定义 最常见的噪声系数定义是：输入信噪比/ 输出信噪比。它是衡量设备本身噪声品质的重要参数,它反映的是信号经过系统后信噪比恶化的程度。噪声系数是一个大于1的数，也就是说信号经过系统后信噪比是恶化了。噪声系数是射频电路的关键指标之一，它决定了接收机的灵敏度，影响着模拟通信系统的信噪比和数字通信系统的误码率。无线通信和卫星通信的快速发展对器件、子系统和系统的噪声性能要求越来越高。 输入信噪比SNR input=P i/N i 输出信噪比SNR output=P o/N o 噪声系数F =SNR input/SNR output通常用dB来表示NF= 10Log(F) 假设放大器是理想的线性网络，内部不产生任何噪声。那么对于该放大器来说,输出的功率Po以及输出的噪声No 分别等于Pi * Gain以及Ni*Gain。这样噪声系数=(Pi/Ni)/(Po/No)=1。但是现实中，任何放大器的噪声功率输出不仅仅有输入端噪声的放大输出，还有内部自身的噪声(Na)输出，下图为线性双端口网络的图示。 双端口网络噪声系数分析框图 Vs: 信号源电动势Rs: 信号源内阻

Ri: 双端口网络输入阻抗R L: 负载阻抗 Ni: 输入噪声功率Pi: 输入信号功率 No: 输出噪声功率Po: 输出信号功率 Vn: 该信号源内阻Rs的等效噪声电压Ro: 双端口网络输出阻抗 输出噪声功率: N o = N i * Gain + N a ; P o=P i * Gain 噪声系数= (P i * N o)/(N i* P o) = (N i * Gain + N a) /(N i * Gain)= 1 + Na/(N i * Gain) > 1 根据IEEE的噪声系数定义:The noise factor, at a specified input frequency, is defined as the ratio of (1) the total noise power per unit bandwidth available at the output port when noise temperature of the input termination is standard (290 K) to (2) that portion of (1) engendered at the input frequency by the input termination.” a.输入噪声被定义成负载在温度为290K下产生的噪声。 b.输入噪声功率为资用功率，也就是该负载(termination)能产生的最大功率。 c.假定了被测件和负载阻抗互为共轭关系. 如果被测件是放大器，并且噪声源阻抗为50ohm,那么假定了 该放大器的输入阻抗为50ohm。 综合上述的结论，我们可以这样理解噪声系数的定义:当输入噪声功率为290K温度下的负载所产生的最大功率情况下，输入信噪比和输出信噪比的比值。 资用功率指的是信号源能输出的最大功率,也可以称为额定功率。 信号源输出框图 只有当源的内阻和负载相等(复数互为共轭),源输出最大功率. P available= [V S/(R S+ R L)]2 * R L当R S= R L时候P available= V S2/(4*R S) 由此可见，资用功率是源的本身参数，它只和内阻以及电动势有关,和负载没有关系。

浅谈接收设备灵敏度

浅谈接收设备灵敏度 灵敏度介绍及计算 接收灵敏度是检验基站接收机接收微弱信号的能力，我们经常谈及的某产品或者某设备的灵敏度，其实是最大可用灵敏度，即指保证接收设备正常工作所需输出信号电平或信噪比。 信噪比（S/N）是电子设备或者电子系统中信号与噪声的比例。信噪比的计量单位是dB，计算公式如下： S/N=10lg(PS/PN)= 20Lg(VS/VN) Ps: 信号的有效功率 Pn:噪声的有效功率 Vs:信号电压的“有效值” Vn:噪声电压的“有效值” 设备的信噪比越高表明它产生的噪声越少。一般来说，信噪比越大，说明混在信号里的噪声越小，声音回放的音质量越高。 信噪比是接收设备的关键指标，也是计算灵敏度的直接参数。灵敏度的计算公式如下，单位是dBm。 Si = -173.93 dBm + 10lgBW + NFSYS + (S/N) BW:信号带宽（Hz） NFSYS:收信机噪声系数 S/N:信噪比 从以上公式可以看出为提高接收机灵敏度也即使Si小，可以从以下方面着手， a)降低系统噪声系数， b)提高信噪比 c)减小信号的带宽 SX1278灵敏度的分析 我们为了计算其灵敏度，只需要测量信噪比和噪声系数即可。在SX1278的数据手册中我们查询到了以下的数据。 不同扩频因子SF下，信道的信噪比：

不同链路增益下的噪声系数 由此我们可以计算出不同带宽的灵敏度： BW=125K参考值： 计算值: RFS_L125_HF RFsensitivity, Long-Range Mode, highest LNA gain, Band1, 125kHz bandwidth SF=6-123dBm SF=7-125dBm SF=8-128dBm SF=9-130dBm SF=10-133dBm SF=11-135dBm SF=12-138dBm BW=250K参考值：

检测仪使用说明书

检测仪使用说明书 一．概述 核酸蛋白检测仪、紫外检测仪是液湘色谱仪中的一种紫外检测装置，核酸蛋白检测仪、紫外检测仪是根据生命科学的发展对于现代色谱仪器的要求而改进设计的一种新型紫外检测仪。该仪器在创新方面的主要特点为： 1.该仪器除配有输出10ｍV记录仪信号外，还配有输出适合计算机积分仪的输口，这 样很方便构成色谱工作站系统。（可同时进行计算机和记录仪信号输出，亦可省去记录仪） 2.该仪器的数字显示设计为固定光吸收，A显示计算机用和可变量程光吸收Ａ显示记 录仪用两种可选模式，这样可方便于规范化读数（特别是可应用于药品生产的GMP 工艺规范化管理），同时亦可根据科研需要进行可变量程的高灵敏度读数，这样可方便于对低浓度样品检测。 3.该仪器采用新型进口IP28光电倍增管和改进型电路结构，使仪器工作更为稳定可 靠。 该仪器配有上层析柱、恒流泵、部分收集器等等，即组成一套完整的液色湘色谱分离分析系统。它可应用于现代生物学研究，药物测定、农业科研、化工、食品及医疗单位对具有紫外吸收的样品作定量分析。本仪器主要元器件均采用进口，仪器全部采用LED数字显示，使用方便。 二．主要技术性能 （１）核酸蛋白检测仪提供波长：254nm、280nm。 （２）紫外检测仪提供波长：220nm、254nm、280nm、340nm。 （３）量程范围：0～100％Ｔ、0～2Ａ、0～1Ａ、0～0.5Ａ、0～0.2Ａ、0～0.1Ａ、0～0.05Ａ。 （４）流式样品池：容积100微升、光程３毫米。 微量样品池：容积30微升、光程10毫米。 （５）记录仪输出：10ｍV （６）积分仪输出：0.1Ａ/ｍV （７）数显模式：固定Ａ量程读数（0～2.0Ａ）；可变Ａ量程读数（0～2.0Ａ、0～1.0Ａ、0～0.5Ａ、0～0.2Ａ、0～0.1Ａ、0～0.05Ａ）。 （８）量程在0.05Ａ档时：噪音≦0.002Ａ。 （９）工作环境温度：0℃～35℃。 （10）仪器可连续工作。 （11）电源：220ＶＡＣ±10％５０ＨＺ。 （12）单体外形尺寸：280×180×158（mm）。 （13）主机重量：5㎏。 三．工作原理 从光源发出的光经狭缝，滤色器聚焦到样品池上，此单色光通过样品池射到光电倍增管的光阴极面上，使光束由于样品浓度不同所引起透光强度的变化转换成光电流变化，此光电流经放大器放大，并输入到对数转换器、使透光率Ｔ转换成光吸收Ａ输出即Ａ=lgＴ/1=ε·ＣＬ式中ε为待测样品的摩尔消光系数，Ｃ为样品浓度，采用摩尔/升单位，Ｌ为光程，用厘米作单位。根据上式只要测出了Ａ、Ｌ和ε就可求出样品浓度Ｃ。若从放大器直接输入到记录仪，则在记录仪上绘出的是样品透光率Ｔ变化的图谱，若从对数转换器输入到记录仪上，在记录仪上绘出的是样品光吸收变化的图谱。 四．仪器结构 核酸蛋白检测仪、紫外检测仪是单光路结构，由紫外检测器、和记录仪部分组成现将其构造分别说明如下： １．紫外检测仪： 它由光源、干涉滤色片、样品池、光电倍增管、放大和对数板、低压板和高压板等组成。面板上有四氟塑料管的进样口和出样口，Ａ调零以及调节“光量”大小旋（光

噪声系数测量

RF & Microwave e-Academy Program
Powerful tools that keep you on top of your game
RFMW 202: Noise Figure Basics
Technical data is subject to change. Copyright@2004 Agilent Technologies Printed on Jan, 2004 5988-8495ENA
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RFMW 202: Noise Figure Basics
Welcome to RFMW 202, the module on the basics of noise figure. This module will take you about 60 minutes for you to complete. If you have not already done so, we recommend that you study the modules RFMW 101 and MEAS 102 before this one.
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Fundamental Noise Concepts
Fundamental noise concepts
How do we make measurements?
What DUTs can we measure?
What influences the measurement uncertainty?
In this module we will first look at the concepts of noise (why is it important), then on to how to make measurements and we will conclude with some detailed information on measurement uncertainty and tools. Let’s now go straight into concepts of noise.
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噪声系数(Noise Figure)对手机射频接收机灵敏度之影响

Noise Figure 所谓灵敏度，指的是在SNR能接受的情况下，其接收机能接收到的最小讯号[1-2]，其公式如下: 第二项是所谓的Noise Figure，理想上SNR当然是越大越好，最好是无限大(表示都没有噪声)，但实际上不可能没有噪声，因此，由[3-4]可知，所谓Noise Figure，衡量的是当一个讯号进入一个系统时，其输出讯号的SNR下降多寡，亦即其噪声对系统的危害程度，示意图与定义如下:

而接收机整体的Noise Figure，公式如下: 由上式可知，越前面的阶级，对于Noise Figure的影响就越大，而一般接收机的方块图如下[5] : 因此，从天线到LNA，包含ASM、SAW Filter、以及接收路径走线，这三者的Loss 总和，对于接收机整体的Noise Figure，有最大影响，因为由[5]可知，若这边的Loss多1 dB，则接收机整体的Noise Figure，就是直接增加1 dB，因此挑选ASM 时，要尽量挑选Insertion Loss较小的[7]。

而由[8]可知，SAW Filter可以抑制带外噪声，因此原则上须在LNA输入端，添加SAW Filter，避免带外噪声劣化接收机整体性能。但有些接收机，其SAW Filter 会摆放在LNA与Mixer之间，如下图[9] : 前述说过，LNA输入端的Loss，对于接收机整体的Noise Figure，有最大影响，因此上图的PCS与WCDMA，之所以将SAW Filter摆放在LNA之后，主要也是为了Noise Figure考虑，假设SAW Filter的Insertion Loss为1 dB，LNA的Gain 为10 dB，若将SAW Filter摆放在LNA之前，则接收机整体的Noise Figure，便是直接增加1 dB，但若放在LNA之后，则接收机整体的Noise Figure，只增加了1/10 = 0.1 dB。而在Layout时，其接收路径走线要尽可能短，线宽尽可能宽，这样才能将其Insertion Loss降低，甚至必要时，可以将走线下层的GND挖空，如此便可以在阻抗不变的情况下，进一步拓展线宽，使其Insertion Loss更为降低[10]。

继电保护测试仪说明书

微机继电保护测试仪 使 用 说 明 书

目录 目录 (1) 第一部分微机继电保护测试仪使用说明 (3) 第一章装置特点与技术参数 (4) 第二章装置硬件结构 (6) 第三章单机操作模块功能说明 (8) 第四章外接PC机操作说明 (21) 第二部分继保软件操作说明 (21) 第五章软件操作方法简介 (22) 第六章交流试验 (24) 第七章直流试验 (32) 第八章状态系列 (34) 第九章谐波叠加试验 (38) 第十章频率及高低周试验 (41) 第十一章功率方向及阻抗试验 (45) 第十二章同期试验 (49) 第十三章整组试验Ⅰ和Ⅱ (54) 第十四章距离和零序保护 (59) 第十五章线路保护 (64) 第十六章阻抗特性 (70) 第十七章差动保护 (73) 第十八章 6-35KV微机线路保护综合测试 (80) 附录1：外接电脑串行通信口的设置 (85) 附录2：插接U盘等设备时设备驱动安装方法 (87) 附录3：各种继电器的试验方法 (87)

第一部分 继保使用说明

第一章装置特点与技术参数 第一节主要特点 ◆标准的4相电压3相电流输出具有4相电压3相电流输出，可方便地进行各种组合输出进行各种 类型保护试验。每相电压可输出120V，电流三并可输出120A，第4相电压Ux为多功能电压项，可设为4种3U0或检同期电压，或任意某一电压值的情况输出。 ◆单机操作方便单机由方便灵活的旋转鼠标通过大屏幕液晶显示屏进行操作，全部中文显示。可 完成现场大多数试验检定工作，可对各种继电器及微机保护进行检定，并可模拟各种复杂的瞬时性、永久性、转换性故障进行整组试验。开机即可使用，操作方便快捷。 ◆双操作方式，联接电脑运行通过Windows平台上的全套中文操作软件，可进行各种大型复杂 及自动化程度更高的校验工作，可方便地测试及扫描各种保护定值，可实时存贮测试数据，显示矢量图，绘制故障波形，联机打印报表等。 ◆软件功能强大可完成各种自动化程度高的大型复杂校验工作，如三相差动试验、厂用电快切、 备自投试验、线路保护检同期重合闸等，能方便地测试及扫描各种保护定值，进行故障回放，实时存储测试数据，显示矢量图，联机打印报告等。 ◆开关量接点丰富7路接点输入和2对空接点输出。输入接点为空接点和0～250V电位接点兼容， 可智能自动识别。输入、输出接点可根据用户需要扩展。 ◆大屏幕LCD显示屏本机采用320×240点阵大屏幕高分辨率图形液晶显示屏，全部操作过程均在 显示屏上设定，操作界面和试验结果均汉化显示，显示直观清晰。 ◆自我保护采用合理设计的散热结构，并具有可靠完善的多种保护措施及电源软启动，和一定的 故障自诊断及闭锁功能。 ◆具有独立专用直流电源输出装置设有一路110V 及220V专用可调直流电源输出。 ◆性价比高属于跨专业联合设计产品，综合了多专业的先进科技成果。兼具大型测试仪的性能， 和小型测试仪的价位，具有很高的性能价格比。

RF噪声系数的计算方法

噪声系数的计算及测量方法 噪声系数(NF)是RF系统设计师常用的一个参数，它用于表征RF放大器、混频器等器件的噪声，并且被广泛用作无线电接收机设计的一个工具。许多优秀的通信和接收机设计教材都对噪声系数进行了详细的说明. 现在，RF应用中会用到许多宽带运算放大器和ADC，这些器件的噪声系数因而变得重要起来。讨论了确定运算放大器噪声系数的适用方法。我们不仅必须知道运算放大器的电压和电流噪声，而且应当知道确切的电路条件：闭环增益、增益设置电阻值、源电阻、带宽等。计算ADC的噪声系数则更具挑战性，大家很快就会明白此言不虚。 公式表示为：噪声系数NF=输入端信噪比/输出端信噪比，单位常用“dB”。 该系数并不是越大越好，它的值越大，说明在传输过程中掺入的噪声也就越大，反应了器件或者信道特性的不理想。 在放大器的噪声系数比较低的情况下，通常放大器的噪声系数用噪声温度(T)来表示。 噪声系数与噪声温度的关系为：T=(NF-1)T0 或NF=T/T0+1 其中：T0-绝对温度(290K) 噪声系数计算方法 研究噪声的目的在于如何减少它对信号的影响。因此，离开信号谈噪声是无意义的。 从噪声对信号影响的效果看，不在于噪声电平绝对值的大小，而在于信号功率与噪声功率的相对值，即信噪比，记为S/N(信号功率与噪声功率比)。即便噪声电平绝对值很高，但只要信噪比达到一定要求，噪声影响就可以忽略。否则即便噪声绝对电平低，由于信号电平更低，即信噪比低于1，则信号仍然会淹没在噪声中而无法辨别。因此信噪比是描述信号抗噪声质量的一个物理量。 1 噪声系数的定义 要描述放大系统的固有噪声的大小，就要用噪声系数，其定义为

接收机灵敏度计算公式

接收灵敏度的定义公式 摘要：本应用笔记论述了扩频系统灵敏度的定义以及计算数字通信接收机灵敏度的方法。本文提供了接收机灵敏度方程的逐步推导过程，还包括具体数字的实例，以便验证其数学定义。 在扩频数字通信接收机中，链路的度量参数Eb/No (每比特能量与噪声功率谱密度的比值)与达到某预期接收机灵敏度所需的射频信号功率值的关系是从标准噪声系数F的定义中推导出来的。CDMA、WCDMA蜂窝系统接收机及其它扩频系统的射频工程师可以利用推导出的接收机灵敏度方程进行设计，对于任意给定的输入信号电平，设计人员通过权衡扩频链路的预算即可确定接收机参数。 从噪声系数F推导Eb/No关系 根据定义，F是设备(单级设备，多级设备，或者是整个接收机)输入端的信噪比与这个设备输出端的信噪比的比值(图1)。因为噪声在不同的时间点以不可预见的方式变化，所以用均方信号与均方噪声之比表示信噪比(SNR)。 图1. 下面是在图1中用到的参数的定义，在灵敏度方程中也会用到它们： Sin = 可获得的输入信号功率(W) Nin = 可获得的输入热噪声功率(W) = KTBRF其中： K = 波尔兹曼常数= × 10-23 W/Hz/K， T = 290K，室温 BRF = 射频载波带宽(Hz) = 扩频系统的码片速率 Sout = 可获得的输出信号功率(W) Nout = 可获得的输出噪声功率(W) G = 设备增益(数值) F = 设备噪声系数(数值) 的定义如下： F = (Sin / Nin) / (Sout / Nout) = (Sin / Nin) ×(Nout / Sout) 用输入噪声Nin表示Nout： Nout = (F × Nin × Sout) / Sin其中Sout = G × Sin 得到： Nout = F × Nin × G

噪声系数的原理和测试方法

噪声系数测试方法 针对手机等接收机整机噪声系数测试问题，该文章提出两种简单实用的方法，并分别讨论其优缺点，一种方法是用单独频谱仪进行测试，精度较低；另一种方法是借助噪声测试仪的噪声源来测试，利用冷热负载测试噪声系数的原理，能够得到比较精确的测量结果。 图1是MAXIM公司TD-SCDMA手机射频单元参考设计的接收电路，该通道电压增益大于100dB，与基带单元接口为模拟I/Q信号，我们需要测量该通道的噪声系数。采用现有的噪声测试仪表是HP8970B，该仪表所能测量的最低频率为10MHz，而TD-SCDMA基带I/Q信号最高有用频率成份为640KHz，显然该仪表不能满足我们的测量需求。下面我们将介绍两种测试方案，并讨论其测试精度，最后给出实际测试数据以做对比。 图1：MAXIM公司TD-SCDMA手机射频接收电路。 利用频谱仪直接测试 利用频谱仪直接测量噪声系数的仪器连接如图2所示，其中点频信号源用于整个通道增益的校准，衰减器有两个作用，一是起到改善前端匹配的作用；二是做通道增益校准使用，因接收机增益往往很高，大于 100dB，而一些信号源不能输出非常弱的信号，配合该衰减器即能完成该功能。 测量步骤一：先利用信号源产生一个点频信号（一般我们感兴趣的是接收机小信号时的噪声系数，故此时点频信号电平应接近灵敏度电平），频点与本振信号错开一点，这样在基带I/Q端口可以得到一个点频信号，调节接收机通道增益使I/Q端点频信号幅度适中，测量接收机输入与输出端的点频信号大小可以求得这时的通道增益，记为G。

测量步骤二：接步骤一，关闭信号源，保持接收机所有设置不变，用频谱仪测量I/Q端口在刚才点频频点处的噪声功率谱密度，I端口记为Pncdensity(dBm/Hz), Q端口记为Pnsdensity(dBm/Hz)，则接收通道噪声系数有下式给出： 上式中kb表示波尔兹曼常数，F是噪声系数真值，我们用NF表示噪声系数的对数值，NF＝10lg(F)， G表示整个通道增益，T1为当前热力学温度，T0等于290K。假定T1＝T0，容易求得NF的显式表达式如下： 或者： 关于方程2与方程3的正确性，我们可以做如下简单推导。先考虑点频情况，设接收机输入端点频信号为： 接收机I/Q端口点频信号分别为：

噪音计使用方法和注意事项

编号：SM-ZD-28651 噪音计使用方法和注意事 项 Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________ 本文档下载后可任意修改

噪音计使用方法和注意事项 简介：该制度资料适用于公司或组织通过程序化、标准化的流程约定，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，从而协调行动，增强主动性，减少盲目性，使工作有条不紊地进行。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 噪音计顾名思义是用来测量噪音及噪音控制的仪器设备，可以帮助改善工作环境，提高产品的成品率和人员工作效率。不过噪音计能否准确测量环境噪音，取决于使用者能否正确使用设备。这次我们来谈谈相关知识。 噪音计 噪音计使用方法： 测量时，应根据情况选择好正确档位，两手平握噪音计。其中测量噪声用的声级计，表头响应按灵敏度可分为四种： 1、“慢”：表头时间常数为1000ms，—般用于测量稳态噪声，测得的数值为有效值。 2、“快”：表头时间常数为125ms，一般用于测量波动较大的不稳态噪声和交通运输噪声等。快档接近人耳对声音的反应。 3、“脉冲或脉冲保持”：表针上升时间为35ms，用于测量持续时间较长的脉冲噪声，如冲床、按锤等，测得的数值

IXIA测试仪使用手册

IXIA测试仪使用手册 一、设备开机、关机 （一）开机 打开IXIA测试仪电源，等待设备启动完成，需将测试客户端IP设置为192.168.1.200，测试仪IP地址为192.168.1.100，开IxNetwork或IxLoad可连接测试仪表明设备完成开机。 （二）关机 在运行中输入mstsc进入远程桌面，连接到计算机192.168.1.100，在运行中输入shutdown.exe -s -t 3让设备在3秒内关闭，让系统自动关闭。 二、二三层测试配置（IxNetwork） 使用IxNetwork配置测试基本流程如下图所示。 （一）添加测试端口 点击标题栏中的 或Overview表页中的

连接192.168.1.100测试板卡 添加测试用端口

然后点击OK键，完成测试端口添加。 （二）配置端口、协议 启用测试端口Ping及ARP，如下图所示。 添加测试端口IP地址、网关，并使能端口，如下图所示，添加的网关地址需是实际存在的，可以是交换机的网关地址或测试端口对端IP地址。

（三）配置流量 选择配置流量。 Type of Traffic选项可选择Raw、Ethernet/vlan、IPV4分别对应原始报文流（需手动编辑，用来打广播包流）、二层流、三层流（需配置IP地址及网关），Bi-Directional表示流是双向流。 1、IPV4（三层流）

在设置好Type of Traffic、Traffic Mesh以及选择好端口后，点击添加Endpoint。点击NEXT，在Packet/QoS、Flow Group Setup、Frame Setup、Rate Setup保持默认配置。点击NEXT，进入Flow Tracking，选择Traffic Item选项。点击NEXT，在后续Protocol Behaviors、 Preview以及Validate中保持默认选项，同时检查配置的有效性。

接收机射频热噪声分析

接收机射频热噪声分析 摘要：本文首选介绍了电路噪声理论基础，通过建立了接收机射频通道的简化 模型，推导了射频通道的噪声系数表达式，并分析了接收机射频通道的热噪声特性。 关键词：射频热噪音分析 在电子系统中，噪声被用来描述附加在电信号上面的、任何不希望出现的扰动。在无线 电通信、雷达和导航系统中，信号传递过程的各个环节，都会附加各种各样的噪声。这些噪 声对通信、雷达和导航系统的性能起着制约作用。实现低噪声设备的前提是发展电路噪声理论，设计低噪声电路及器件。目前随着集成电路一类器件的发展及应用，对复杂电路的噪声 分析计算以及设计，已经越来越具有重要性。 1接收机射频热噪声概述 1.1热噪声含义 在实际接收机系统中，由于自然或者人为的原因，存在各种起伏不定的随机的电压或者 电流波动，这些波动叠加在有用信号上面会对系统的信息传递产生影响。而这些随机的波动 往往是人们不希望出现的，因此被称为噪声。接收机输出的信号上面叠加的噪声一部分是在 进入接收机前就已经具有的，称为外部噪声，另一部分是接收机内部产生的，称为内部噪声。外部噪声是信号在传输介质中传播时引入的噪声，包括人为噪声、大气噪声和空间噪声等。 内部噪声是由接收机自身引入的，如电阻中的自由电子热运动引起的热噪声，晶体管中的载 流子随机产生、复合和扩散引起的散弹噪声等，也称之为起伏噪声。其中，热噪声是由于导 体内部自由电子和振动粒子的热相互作用而产生的。热相互作用导致电阻两端电子到达速度 随机变化，因此电阻两端的电位差也随机变化，在某个值附近上下波动。电子设备的电阻总 会产生热噪声。 1.2热噪声特征 1928年J.B.Johnson首先研究了热噪声，所以热噪声也被称为约翰逊噪声。由于热噪声的 频率可以覆盖全部频段，并且在整个频域的功率谱密度为一恒定值，因此也被称为白噪声。 一个阻值为R的电阻，在噪声频带宽度B内，产生的电压均方值是： 一个实际电阻可以等效为一个理想电阻和一个电压源串联的形式，如图一（a）所示， 其中R是无噪声的理想电阻，用戴维南定理可以将该电路变换为一个电阻和一个电流源并联 的形式，如图一（b）所示。 图一电阻热噪声模型 电流源的电流均方值为： 1.3热噪声的表示 （1）噪声系数。对于一个二端口网络，假设输入端的噪声温度是T0=290K，网络输入端 的信噪比与网络输出端信噪比的比值就是噪声因子F，即： 噪声因子的对数形式称为噪声系数，用NF表示。噪声因子和噪声系数只是同一个量的 不同表示形式，对于选定频率的线性系统而言,噪声系数是两个噪声功率之比,即在输出端得 到的单位带宽总噪声功率(在相应的输出频率上)与在输入频率上由输入终端产生的那部分噪 声功率之比。输入终端的噪声温度在任何频率上都是标准温度290°K。 （2）等效噪声温度。与噪声系数相同，等效噪声温度也是一个反映系统对噪声恶化程度 的指标，噪声温度的定义从另外一个角度来理解系统的噪声模型。噪声温度的定义如下：将 输入端等效为温度为T0=290K的电阻，二端口网络的可获噪声功率为No=Na+GkT0B。假设二 端口网络不产生内部噪声，只经过一个理想放大器，输出的可获噪声功率为GkT0B。然后， 增大输入端电阻的温度，使得输出端的可获噪声功率等于No，这时输入端增加的温度为Te，Te就是等效噪声温度。由等效噪声温度可以很容易表示系统的内部噪声功率，即Na=kTeB，