噪声系数

级联放大器噪声系数

首先说下噪声系数的定义：

一个放大器的噪声系数定义为输入端的信噪比与输出端的信噪比之比，

//si ni

F so no

P P N P P =

，其中P 代表功率，S 代表信号，N 代表噪声，i 代表输入端，o 代表输

出端。

书中有一句话很重要，也很容易被大家忽视：

“N F 数值的大小一方面取决于被研究网络本身的噪声电平，另一方面也与采用的噪声源很有关系，这就容易造成同一网络因采用不同的噪声源而具有不同的数值，从而给实用带来了困难。所以规定噪声源是很重要的。一般是将信号源内阻的热噪声作为标准噪声源，此时，

P ni 就是取自信号源内阻的热噪声功率。

” 大家应该有些概念了吧，

一个网络的噪声系数定义为输入端的信噪比与输出端的信噪比之比，还应该加上一个限定条

件就是每一个网络的P ni 都应该是同一个固定的值，

记为P nref （这个是推级联网络噪声系数公式的重点）。

以下推导级联网络噪声系数公式： 以最简单的两级级联系统为例： 如图所示，

令输入第一级系统的噪声功率为P nref （信号源内阻的热噪声功率），则根据噪声系数的定义为

111

//si nref F so no P P N P P =，级联系统的噪声系数为

//si nref F so no

P P N P P =

，但是注意

222

//si ni F so no

P P N P P ≠

，（因为噪声系数的定义中要求输入噪声必须为P nref ）

注：第一级网络的输出信号及噪声功率与第二级网络的输入信号及噪声功率相同。

即P so1= P si2，P no1= P ni2。

一个放大器对输入信号及噪声产生的作用就是将其分别放大G 倍后，再在输出端引入放大器本身产生的噪声，这个噪声与放大器的增益G 无关。 所以放大器的噪声系数还可以表示为：

'2'22//()

si nref

F si

nref P P N P G P G 2δ=

??+，解得222(1nref F P G N )δ=??

111//()si nref

F si nref P P N P

G P G 1δ=

??+，解得

111(1nref F P G N )δ=??

注：从以上两个式子并不能认为δ与放大器的增益有关

11221

///si nref

so no si ni F P P P P P P N ==

，

221212

2221221122

/()si so si so no ni no nref P G P G P G G P P P G P G P G G δδδ????===

δ?+?+?+?+

将12,δδ代入上式，并考虑到

//si nref F so no

P P N P P =

，即可得到级联放大器的噪声系数公式：

2111

F F F N N N

G ?=+

。

噪声计算公式

三、时间平均声级或等效连续声级Leq A 声级能够较好地反映人耳对噪声的强度和频率的主观感觉，对于一个连续的稳定噪声，它是一种较好的评价方法。但是对于起伏的或不连续的噪声，很难确定A 声级的大小。例如我们测量交通噪声，当有汽车通过时噪声可能是75d B ，但当没有汽车通过时可能只有50dB ，这时就很难说交通噪声是75dB 还是50dB 。又如一个人在噪声环境下工作，间歇接触噪声与一直接触噪声对人的影响也不一样，因为人所接触的噪声能量不一样。为此提出了用噪声能量平均的方法来评价噪声对人的影响，这就是时间平均声级或等效连续声级，用Leq 表示。这里仍用A 计权，故亦称等效连续A 声级L Aeq 。 等效连续A 声级定义为：在声场中某一定位置上，用某一段时间能量平均的方法，将间歇出现的变化的A 声级以一个A 声级来表示该段时间内的噪声大小，并称这个A 声级为此时间段的等效连续A 声级，即： ()??????? ??????????=?dt P t P T L T A eq 2001lg 10 =??? ? ???T L dt T A 01.0101lg 10 (2-4) 式中：p A （t ）是瞬时A 计权声压；p 0是参考声压（2×10-5 Pa ）；L A 是变化A 声级的瞬时值，单位dB ；T 是某段时间的总量。 实际测量噪声是通过不连续的采样进行测量，假如采样时间间隔相等，则： ??? ??=∑=n i L eq Ai N L 11.010 1lg 10 （2-5） 式中：N 是测量的声级总个数，L A i 是采样到的第i 个A 声级。 对于连续的稳定噪声，等效连续声级就等于测得的A 声级。 四、昼夜等效声级 通常噪声在晚上比白天更显得吵，尤其对睡眠的干扰是如此。评价结果表明，晚上噪声的干扰通常比白天高10dB 。为了把不同时间噪声对人的干扰不同的因素考虑进去，在计算一天24h 的等效声级时，要对夜间的噪声加上10dB 的计权，这样得到的等效声级为昼夜等效声级，以符号L dn 表示；昼间等效用L d 表示，指的是在早上6点后到晚上22点前这段时间里面的等效值，可以将在这段时间内的Leq 通过下面的公式计算出来；夜间等效用L n 表示，指的是在晚上22点后到早上6点前这段时间里面的等效值，可以将在这段时间内的Leq 通过下面的公式计算出来：

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

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

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

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。

噪声衰减公式(建议收藏)

点声源随传播距离增加引起的衰减 在自由声场（自由空间）条件下，点声源的声波遵循着球面发散规律，按声功率级作为点声源评价量，其衰减量公式为:.。.。..文档交流 （8—1) 式中： △L—-距离增加产生衰减值，dB; r——点声源至受声点的距离，m. 在距离点声源，r1处至r2处的衰减值： △L＝20 lg（r1/r2）(8-2） 当r2＝2 r1时，△L＝—6dB，即点声源声传播距离增加1倍，衰减值是6 dB. 点声源的几何发散衰减实际应用有两类: a．无指向性点声源几何发散衰减的基本公式是： L（r)＝L(r0）-20 lg(r/r0）（8—3） 式中：L（r),L（r0）—-分别是r，r0处的声级。 如果已知r0处的A声级,则式（8-4）和式（8-3）等效： L A（r）＝L A（r0）-20 lg（r/r0) (8—4） 式（8-3）和式(8-4）中第二项代表了点声源的几何发散衰减： A div＝20 lg（r/r0) （8-5）

如果已知点声源的A声功率级L WA,且声源处于自由空间，则式（8—4）等效为式（8—6）: L A（r）＝L WA-20 lgr—11 （8—6) 如果声源处于半自由空间,则式（8—4)等效为式（8—7）： L A(r）＝L WA-20 lgr-8 （8—7） b．具有指向性声源几何发散衰减的计算见式（8-8）或式（8-9）： L（r）＝L（r0)-20 lg（r/r0）(8-8） L A（r）＝L A（r0）—20 lg(r/r0）（8—9） 式(8-8）、式(8-9）中，L(r)与L（r0），LA（r）与L A（r0）必须是在同一方向上的声级.。..。.。文档交流 文档交流感谢聆听

噪声系数测试

噪声系数测试 1 增益法 前面提到，除了直接使用噪声系数测试仪外还可以采用其他方法测量噪声系数。这些方法需要更多测量和计算，但是在某种条件下，这些方法更加方便和准确。其中一个常用的方法叫做“增益法”，它是基于前面给出的噪声因数的定义： 在这个定义中，噪声由两个因素产生。一个是到达射频系统输入的干扰，与需要的有用信号不同。第二个是由于射频系统载波的随机扰动(LNA ，混频器和接收机等)。第二种情况是布朗运动的结果，应用于任何电子器件中的热平衡，器件的可利用的噪声功率为： P NA = kTΔF, 这里的k = 波尔兹曼常量(1.38 * 10-23焦耳/ΔK), T = 温度，单位为开尔文 ΔF = 噪声带宽(Hz) 在室温(290ΔK)时，噪声功率谱密度P NAD = -174dBm/Hz 。 因而我们有以下的公式： NF = P NOUT - (-174dBm/Hz + 10 * log 10(BW) + 增益) //20*log10(BW) 在公式中，P NOUT 是已测的总共输出噪声功率，-174dBm/Hz 是290°K 时环境噪声的功率谱密度。BW 是感兴趣的频率带宽。增益是系统的增益。NF 是DUT 的噪声系数。公式中的每个变量均为对数。为简化公式，我们可以直接测量输出噪声功率谱密度(dBm/Hz)，这时公式变为： NF = P NOUTD + 174dBm/Hz - 增益 为了使用增益法测量噪声系数，DUT 的增益需要预先确定的。DUT 的输入需要端接特性阻抗(射频应用为50Ω，视频/电缆应用为75Ω)。输出噪声功率谱密度可使用频谱分析仪测量。 增益法测量的装置见图2。

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

噪声常用计算公式整汇总

目录 一、相关标准及公式 (3) 1）基本公式 (3) 2）声音衰减 (4) 二、吸声降噪 (5) 1）吸声实验及吸声降噪 (6) 2）共振吸收结构 (7) 三、隔声 (8) 1）单层壁的隔声 (8) 2）双层壁的隔声 (9) 3) 隔声测量.................................. 错误！未定义书签。 4）组合间壁的隔声及孔、缝隙对隔声的影响 (10) 5）隔声罩 (10) 6）隔声间 (10) 7）隔声窗 (11) 8）声屏障 (11) 9）管道隔声量 (12) 四、消声降噪 (12) 1）阻性消声器 (12) 2）扩张室消声器 (14) 3）共振腔式消声器 (15) 4）排空放气消声器 (13)

压力损失 (13) 气流再生噪声 (13) 五、振动控制 (16) 1）基本计算 (16) 2）橡胶隔振器（软木、乳胶海棉） (16) 3）弹簧隔振器 (18)

重要单位： 1N/m=1kg/s2 1r/min=1/60HZ 标准大气压1.013*105 气密度 5273.2=1.29 1.01310P T ρ? ?? 基准声压级Po=10*105 基准振动加速度10-6m/s2 1Mpa=1000000N/m2 倍频程测量范围: 中心频率两侧70.7%带宽；1/3倍频程测量范围: 中心频率两侧23.16%带宽 一、相关标准及公式 1）基本公式 声速331.50.6c t =+ 声压与声强的关系2 2P I=cv c ρρ= 其中v wA =,单位：W/m 2 声能密度和声压的关系，由于声级密度I c ε=，则2 2P c ερ= J/m 3 质点振动的速度振幅p I v c p ρ= = m/s 《环境影响噪声控制工程—洪宗辉P11》 A 计权响应与频率的关系见下表《注P350》

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：

技术专家手把手教你计算放大器噪声系数

导读] 本文简要介绍了两种放大器架构的噪声系数计算，包括inverting，non-inverting 架构的噪声系数计算，并提供计算小工具。关键词：噪声系数放大器 1. 引言 在各种放大器使用的场合，我们时常需要计算到放大器，却没有一个直观的方式来看放大器这一级对链路噪声的影响。本文讨论了各种放大器架构下，放大器的噪声系数的计算方式。 2. 放大器噪声指标 电子元件应用中，常见如下5 种噪声来源： 1. 散弹噪声（shot noise，白噪声，在频谱中表现为平坦的） 2. 热噪声（thermal noise，白噪声，在频谱中表现为平坦的） 3. 闪烁噪声（flicker noise，1/f 噪声） 4. 突发噪声（burst noise，脉冲噪声） 5. 雪崩噪声（Avalanche noise，反向击穿时才出现的噪声） 基本上每个放大器都有输入电压噪声和输入电流噪声两个指标。在频域，通常其单位用nV/rtHz，和pA/rtHz 来表征。如下图： Figure 1 输入电压噪声和电流噪声曲线图例 按噪声种类来分，其大致贡献在不同的频段如下：

Figure 2 噪声种类分布图 如果把所有电容，电感都看做无噪声的器件，一个普通的放大器的输出噪声按主要的贡献可以按如下图所示： Figure 3 放大器噪声分量分解

根据这个估计，可以得到如下电阻值的电压噪声： 在输出的噪声中，上图的各个分量其贡献如下： 输出的噪声是这些分量的均方和：

Figure 4 放大器电压噪声等效输出模型 同理，对上式中的第4 项，负端的电流噪声，也可以建立这样的模型：

噪声系数测量方法

噪声系数测量的三种方法 摘要：本文介绍了测量噪声系数的三种方法：增益法、Y系数法和噪声系数测试仪法。这三种方法的比较以表格的形式给出。 前言 在无线通信系统中，噪声系数(NF)或者相对应的噪声因数(F)定义了噪声性能和对接收机灵敏度的贡献。本篇应用笔记详细阐述这个重要的参数及其不同的测量方法。 噪声指数和噪声系数 噪声系数(NF)有时也指噪声因数(F)。两者简单的关系为： NF = 10 * log10 (F) 定义 噪声系数(噪声因数)包含了射频系统噪声性能的重要信息，标准的定义为： 式1 从这个定义可以推导出很多常用的噪声系数(噪声因数)公式。 下表为典型的射频系统噪声系数： * HG = 高增益模式，LG = 低增益模式 噪声系数的测量方法随应用的不同而不同。从上表可看出，一些应用具有高增益和低噪声系数(低噪声放大器(LNA)在高增益模式下)，一些则具有低增益和高噪声系数(混频器和LNA在低增益模式下)，一些则具有非常高的增益和宽范围的噪声系数(接收机系统)。因此测量方法必须仔细选择。本文中将讨论噪声系数测试仪法和其他两个方法：增益法和Y系数法。 使用噪声系数测试仪 噪声系数测试/分析仪在图1种给出。

图1. 噪声系数测试仪，如Agilent的N8973A噪声系数分析仪，产生28VDC脉冲信号驱动噪声源(HP346A/B)，该噪声源产生噪声驱动待测器件(DUT)。使用噪声系数分析仪测量待测器件的输出。由于分析仪已知噪声源的输入噪声和信噪比，DUT的噪声系数可以在内部计算和在屏幕上显示。对于某些应用(混频器和接收机)，可能需要本振(LO)信号，如图1所示。当然，测量之前必须在噪声系数测试仪中设置某些参数，如频率范围、应用(放大器/混频器)等。 使用噪声系数测试仪是测量噪声系数的最直接方法。在大多数情况下也是最准确地。工程师可在特定的频率范围内测量噪声系数，分析仪能够同时显示增益和噪声系数帮助测量。分析仪具有频率限制。例如，Agilent N8973A可工作频率为10MHz至3GHz。当测量很高的噪声系数时，例如噪声系数超过10dB，测量结果非常不准确。这种方法需要非常昂贵的设备。 增益法 前面提到，除了直接使用噪声系数测试仪外还可以采用其他方法测量噪声系数。这些方法需要更多测量和计算，但是在某种条件下，这些方法更加方便和准确。其中一个常用的方法叫做“增益法”，它是基于前面给出的噪声因数的定义： 式2. 在这个定义中，噪声由两个因素产生。一个是到达射频系统输入的干扰，与需要的有用信号不同。第二个是由于射频系统载波的随机扰动(LNA，混频器和接收机等)。第二种情况是布朗运动的结果，应用于任何电子器件中的热平衡，器件的可利用的噪声功率为： PNA = kTΔF,

噪声系数相关

噪声系数的基本定义：F = total output noise power/output noise power due to input source,其中F称为Noise Factor，如果用dB表示，称为Noise Figure或NF。 输出噪声功率包含两部分：噪声源输入噪声引起的噪声功率输出和系统本身产生的噪声功率输出。 设噪声源输入噪声为KTB，则系统本身产生的噪声功率NA=(F-1)* KTBG，其中G为系统对输入噪声的增益。 F = (SNR IN )/(SNR OUT )，表征系统输入信噪比和输出信噪比的比值。当系统的信号 功率增益和噪声增益相等时该式成立，即系统为线性的。 美国联邦标准1037C的噪声因子定义如下： 噪声系数：标准噪声温度(通常为290 K)时，装置的输出噪声功率与其中由输入端点中热噪声引起的部分之比。注：如果装置本身不产生噪声，噪声系数则为实际输出噪声与残余噪声之比。在外差式系统中，输出噪声功率包括镜像频率变换引起的杂散噪声，但是标准噪声温度下输入端点中热噪声的部分仅包括通过系统的主频率变换出现在输出中的噪声，不包括通过镜像频率变换出现的噪声。 当信号链路中存在混频器时，需要区分双边带噪声系数F DSB ，单边带噪声系数 F SSB ，单边带有效噪声系数F SSBe 。 其中F SSB = 2*F DSB ; F SSBe = F SSB -1 = 2*F DSB -1 传统的单边带噪声系数F SSB ，假设允许来自于两个边带的噪声折叠至输出信号，但只有一个边带对表示预期信号有用。如果两处响应的转换增益相等，这就自然造成噪声系统增大3dB。相反，双边带噪声系数假设混频器的两处响应包含有预

噪声常用计算公式整汇总资料

目录 一、相关标准及公式 (2) 1）基本公式 (2) 2）声音衰减 (2) 二、吸声降噪 (3) 1）吸声实验及吸声降噪 (3) 2）共振吸收结构 (4) 三、隔声 (5) 1）单层壁的隔声 (5) 2）双层壁的隔声 (6) 3) 隔声测量 (6) 4）组合间壁的隔声及孔、缝隙对隔声的影响 (6) 5）隔声罩 (6) 6）隔声间 (7) 7）隔声窗 (7) 8）声屏障 (7) 9）管道隔声量 (8) 四、消声降噪 (8) 1）阻性消声器 (8) 2）扩张室消声器 (8) 3）共振腔式消声器 (9) 4）排空放气消声器 (10)

压力损失 (10) 气流再生噪声 (10) 五、振动控制 (10) 1）基本计算 (10) 2）橡胶隔振器（软木、乳胶海棉） (11) 3）弹簧隔振器 (12)

重要单位： 1N/m=1kg/s2 1r/min=1/60HZ 标准大气压1.013*105 气密度 5273.2=1.29 1.01310P T ρ? ?? 基准声压级Po=10*105 基准振动加速度10-6m/s2 1Mpa=1000000N/m2 倍频程测量范围: 中心频率两侧70.7%带宽；1/3倍频程测量范围: 中心频率两侧23.16%带宽 一、相关标准及公式 1）基本公式 声速331.50.6c t =+ 声压与声强的关系2 2P I=cv c ρρ= 其中v wA =,单位：W/m 2 声能密度和声压的关系，由于声级密度I c ε=，则2 2P c ερ= J/m 3 质点振动的速度振幅p I v c p ρ= = m/s 《环境影响噪声控制工程—洪宗辉P11》 A 计权响应与频率的关系见下表《注P350》

噪声系数的计算及测量方法

噪声系数的计算及测量方法（一） 时间：2012-10-25 14:32:49 来源：作者： 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 设Pi为信号源的输入信号功率，Pni为信号源内阻RS产生的噪声功率，Po和Pno 分别为信号和信号源内阻在负载上所产生的输出功率和输出噪声功率,Pna表示线性电路内部附加噪声功率在输出端的输出。

WCDMABTS接收机灵敏度和整机噪声系数的理论计算

WCDMA BTS 接收机灵敏度和整机噪声系数的理论计算 1 概述 灵敏度是衡量接收机在一定条件下能够接收小信号的能力，它和诸多因素有关。例如，在不同的误码率、信纳比、信噪比等条件及不同的接收环境（静态、多径信道模型）情况下灵敏度概念和数值可能各不相同。 静态参考灵敏度是指接收机在静态理想传播环境（相当于有用信号直接输入接收机，没有任何外界干扰）下，错误比特率小于某一规定值时接收机可以接收最小有用信号的能力。它是各种传播条件中最高的灵敏度，也就是说在任何情况下的接收机灵敏度数值都不可能超过静态参考灵敏度。通常所讲的基站灵敏度一般是指它的静态参考灵敏度。 2 接收机灵敏度计算 基站接收机系统可以分为射频滤波、LNA、混频、中频滤波、放大、A/D变换、DSP 处理、解调等几部分组成，如图1所示。 图1 接收机原理框图 进入接收机输入端的信号有两种，有用信号P min 和热噪声信号P noise，由于接收机通道中电路本身也会产生噪声N f，因而在解调处有用信号和噪声信号的比例为： E b/N t=P min-P noise-N f(1) 其中E b/N t是有用信号平均比特能量与噪声和干扰功率谱密度的比值，又称为解调门限，相当于模拟FM调制的C/I（载干比），是衡量数字调制和编码方式品质因素的标准。E b/N t的值取决于该系统的调制方式和解调算法。P noise为接收机输入口处的热噪声信号，又称本底噪声，其数值为P noise=10Log(KT0·BW)，其中K是波尔兹曼常数，K=1.38 10-23J/K；T0为标准噪声温度，T0=290K。则： P noise=10Log(KT0)+10Log(BW)=-174dBm+10Log(BW) (2) 式中BW为系统信道带宽。 对于WCDMA系统而言，BW=3.84MHz，由式（1）、（2）可以推出WCDMA基站接收机理论上静态参考灵敏度P min为： P min=-174dBm+10Log(BW)+ N f+ E b/N t =-108.15+ N f+ E b/N t(3)静态参考灵敏度是在静态传播情况下测得的数值，是衡量接收机性能好坏的一个重要指标。但在实际工作中，由于接收机所处的环境非常复杂，移动通信信道不可能是一个静态信

噪声计算公式

噪声计算公式-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

三、时间平均声级或等效连续声级Leq A 声级能够较好地反映人耳对噪声的强度和频率的主观感觉，对于一个连续的稳定噪声，它是一种较好的评价方法。但是对于起伏的或不连续的噪声，很难确定A 声级的大小。例如我们测量交通噪声，当有汽车通过时噪声可能是75d B ，但当没有汽车通过时可能只有50dB ，这时就很难说交通噪声是75dB 还是50dB 。又如一个人在噪声环境下工作，间歇接触噪声与一直接触噪声对人的影响也不一样，因为人所接触的噪声能量不一样。为此提出了用噪声能量平均的方法来评价噪声对人的影响，这就是时间平均声级或等效连续声级，用Leq 表示。这里仍用A 计权，故亦称等效连续A 声级L Aeq 。 等效连续A 声级定义为：在声场中某一定位置上，用某一段时间能量平均的方法，将间歇出现的变化的A 声级以一个A 声级来表示该段时间内的噪声大小，并称这个A 声级为此时间段的等效连续A 声级，即： ()?? ???????????????=?dt P t P T L T A eq 2001lg 10 =??? ? ???T L dt T A 01.0101lg 10 (2-4) 式中：p A （t ）是瞬时A 计权声压；p 0是参考声压（2×10-5 Pa ）；L A 是变化A 声级的瞬时值，单位dB ；T 是某段时间的总量。 实际测量噪声是通过不连续的采样进行测量，假如采样时间间隔相等，则： ?? ? ??=∑=n i L eq Ai N L 11.0101lg 10 （2-5） 式中：N 是测量的声级总个数，L Ai 是采样到的第i 个A 声级。 对于连续的稳定噪声，等效连续声级就等于测得的A 声级。 四、昼夜等效声级 通常噪声在晚上比白天更显得吵，尤其对睡眠的干扰是如此。评价结果表明，晚上噪声的干扰通常比白天高10dB 。为了把不同时间噪声对人的干扰不同的因素考虑进去，在计算一天24h 的等效声级时，要对夜间的噪声加上10dB 的计权，这样得到的等效声级为昼夜等效声级，以符号L dn 表示；昼间等效用L d 表示，指的是在早上6点后到晚上22点前这段时间里面的等效值，可以将在这段时间内的Leq 通过下面的公式计算出来；夜间等效用L n 表示，指的是在晚上22点后

现代无线电接收机的系统噪声系数分析

关键词: noise factor, noise figure, noise-figure analysis, receivers, cascaded, Friis equation, direct conversion, zero-IF, low-IF, Y-factor, noise temperature, SSB, DSB, mixer as DUT, mixer noise figure, noise folding, Boltzmann constant 设计指南5594 现代无线电接收机的系统噪声系数分析 Charles Razzell, 执行总监 ? Apr 16, 2014, Maxim Integrated Products, Inc. 摘要：噪声系数的一般概念很好理解，并被系统和电路设计人员广泛采用，尤其被产品定义和电路设计者用来表示噪声性能，以及预测接收系统的总体灵敏度。引言 当信号链中存在混频器时，噪声系数分析就会产生原理性问题。所有实数混频器均折叠本振(LO)频率附近的RF频谱，产生输出，其中包括两个边带频率的叠加，合成公式为f OUT = |f RF - f LO|。在外差式结构中，可能认为其中之一是杂散频率，而另一成分才是有用的，因此需要采用镜像抑制滤波或镜像消除方法来大幅消除这些响应中的一种响应。在直接转换接收机中，情况则不同：两个边带(f RF = f LO 的上边带和下边带)均被转换并用于预期信号，所以其实是混频器的双边带应用。 业内经常使用的各种定义解释噪声折叠的不同程度。例如，传统的单边带噪声系数F SSB，假设允许来自于两个边带的噪声折叠至输出信号，但只有一个边带对表示预期信号有用。如果两处响应的转换增益相等，这就自然造成噪声系统增大3dB。相反，双边带噪声系数假设混频器的两处响应包含有预期信号，则噪声折叠(以及对应的信号折叠)不影响噪声系数。双边带噪声系数被应用于直接转换接收机以及射电天文接收机。然而，较深层次的分析表明，对于设计者来说，为给定的应用选择正确的噪声系数的―方式‖，然后替代标准弗林斯公式中的数字是不够的。如果这么做，会造成分析结果产生相当大的错误，当混频器或混频器之后的器件对确定系统噪声系数的作用比较重要时，甚至会产生严重后果。 本文综合介绍噪声系数的基本定义、混频器级联模块的公式分析方法，以及评估噪声系数的典型实验室方法。在第一部分中，我们介绍具有一个或多个混频器时如何修改级联噪声系数公式，并得出适用于常用下变频结构的公式。我们在第二部分继续深入讨论噪声系数测量的Y因子法。第二部分中，我们集中讨论混频器作为被测器件的情况，以便利用第一部分得出的级联公式得出适用的混频器噪声系数的测量方法。 混频器噪声的概念模型

GPS信号功率,信噪比和系统灵敏度

GPS信号功率，信噪比和系统灵敏度讨论（摘自网上论坛 (2009-12-15 12:40:30) 转载 标签： 噪声功率 gps 热噪声 灵敏度 it GPS信号功率，信噪比和系统灵敏度讨论 Arm720: 讨论这个议题的主要起因是：灵敏度（sensitivity）是如何确定的。[https://www.wendangku.net/doc/af18721361.html,] 问题：我们经常看到某些GPS芯片厂商宣称自己的芯片灵敏度是如何的高，但是根据对整个系统的分析可以看出系统的灵敏度主要取决于第一级LNA的设计，GPS产品的灵敏度取决于GPS芯片和放大器的设计，那么就带来下面的问题：[https://www.wendangku.net/doc/af18721361.html,] 1）系统的灵敏度是如何计算的？芯片的灵敏度对系统设计有什么影响？[https://www.wendangku.net/doc/af18721361.html,] 2）接收GPS信号的功率和信噪比是一个什么样的水平？[https://www.wendangku.net/doc/af18721361.html,] 3）如何按照信噪比，信号功率设计系统灵敏度？[https://www.wendangku.net/doc/af18721361.html,] [https://www.wendangku.net/doc/af18721361.html,] 这真是一篇超精华的帖子!感谢楼主和参与的所有人![5 2

jinfoxhe: R1 灵敏度的计算公式：S=-174dBm+10*log(BW)+Eb/N0+NF. BW一般为中频带宽，Eb/N0为芯片在一定误码的情况下解调需要的信噪比，NF为系统噪声系数。如果是扩频系统，还需要减去扩频增益。 2 对于GSM来说，其灵敏度一般为-110dBm左右(基站），和具体的配置有关系。从仿真来看，GSM的解调Eb/N0为4-5dB. 3 见1。 snow99: 好象在说GPS, 不是GSM, 虽然看起来很像 GPS RF BW: 2.046 MHz Modulation: BPSK Process Gain: 46 dB Thermal Noise Floor: kTB = -111 dBm/2.046MHz Required Eb/N0: 6 dB (不太清楚, 可以修正) Receiver NF: 3 dB (Typical) Sensitivity: -111 + 6 + 3 - 46 = -148 dBm 这只是一个大致结果, 考虑系统的其他算法以及Doppler校正, 最终灵敏度在-154 ~ -149之间 https://www.wendangku.net/doc/af18721361.html,] Arm720: 楼上朋友对灵敏度的描述已经非常清楚了，降低系统的信噪比和噪声系数能提高系统的灵敏度。那么对于设计来说是不是可以这么理解：

噪声声压级等相互概念

第5章噪声监测 （1）声功率（W） 声功率是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。 在噪声监测中，声功率是指声源总声功率。单位为W。 （2）声强（I） 声强是指单位时间内，声波通过垂直于声波传播方向单位面积的声能量。单位为W/米2（W/m2）。 （3）声压（P） 声压是空气受声波干扰而产生的压力增值。单位为Pa。声波在空气中传播时形成压缩和稀疏交替变化，所以压力增值是正负交替的。但通常讲的声压是取均方根值，叫有效声压，故实际上总是正值，对于球面波和平面波，声压与声强的关系： I = P2/ρc 式中：ρ-空气密度； c-声速。 5.1.5.2 分贝、声功率级、声强级和声压级 （1）分贝 人们日常生活中听到的声音，若以声压值表示，由于变化范围非常大，可以达六个数量级以上，同时由于人体听觉对声信号强弱刺激反应不是线形的，而是成对数比例关系。所以采用分贝来表达声学量值。所谓分贝是指两个相同的物理量（例A1和A0）之比取以10为底的对数并乘以10（或20）。 N=10lg(A1/A0) 分贝符号为"dB"，它是无量纲的。 式中：A0是基准量（或参考量），A1是被量度量。 被量度量和基准量之比取对数，这对数值称为被量度量的"级"。 （2）声功率级 L w =10lg(W/W0) 式中：L w——声功率级（dB）； W——声功率（W）； W0——基准声功率，为10-12 W。 （3）声强级

L I = 10lg(I/I0) 式中：L I——声强级(dB)； I——声强（W/m2）； I0——基准声强，为10-12 W/m2。 （4）声压级 L P = 20lg(P/P0) 式中：L P——声压级（dB）； P——声压（Pa）； P0——基准声压，为2×10-5Pa，该值是对1000Hz声音人耳刚能听到的最低声压。 5.1.5.3 噪声的叠加和相减 （1）噪声的叠加 两个以上独立声源作用于某一点，产生噪声的叠加。 声能量是可以代数相加的，设两个声源的声功率分别为W1和W2，那么总声功率W总=W1+W2。而两个声源在某点的声强为I1和I2时，叠加后的总声强:I总= I1+I2。但声压不能直接相加。 总声压级：L P=10lg[10(L p1/10)+10(L p2/10)] 式中L P——总声压级，dB； L P1——声源1的声压级，dB； L P2——声源2的声压级，dB。 如L P1=L P2，即两个声源的声压级相等，则总声压级： L P =L P1+10lg2≈L P1+3(dB) 也就是说，作用于某一点的两个声源声压级相等，其合成的总声压级比一个声源的声压级增加3dB。当声压级不相等时，按上式计算较麻烦。可以利用图11-1或表11-3查值来计算。方法是：设L P1>L P2,以L P1-L P2值按表或图查得ΔL P，则总声压级L P总=L P1+ΔL P。