現(xiàn)代接收系統(tǒng)通常必須處理非常弱的信號(hào)，但系統(tǒng)組件添加的噪聲往往會(huì)掩蓋那些非常弱的信息。

靈敏度、誤碼率（BER），最重要的是，我們今天的主題，噪聲系數(shù)是表征接收系統(tǒng)處理低電平信號(hào)能力的系統(tǒng)參數(shù)。

下面我們將討論表征系統(tǒng)噪聲系數(shù)（NF）以處理低電平信號(hào)和改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的內(nèi)容、原因、時(shí)間和位置。

噪聲系數(shù)，也稱為噪聲因子，可以定義為信號(hào)通過(guò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)信噪比（SNR）的降低。

噪聲系數(shù)的獨(dú)特之處在于，它不僅適用于表征單個(gè)部件，如低噪聲放大器、下變頻器和IF濾波器，而且適用于整個(gè)系統(tǒng)本身。在我們的案例中，“網(wǎng)絡(luò)”是頻譜或信號(hào)分析儀（SA）。

基本上，較低的數(shù)值意味著網(wǎng)絡(luò)添加的噪聲非常少（好），較高的噪聲數(shù)值意味著它添加了大量噪聲（壞）。該概念僅適用于那些處理信號(hào)并具有至少一個(gè)輸入和一個(gè)輸出端口的網(wǎng)絡(luò)。

圖中提供了噪聲系數(shù)的基本表達(dá)式。

噪聲系數(shù)是當(dāng)輸入源溫度為290°K時(shí)，輸入端和輸出端各自的信噪功率比之比。

此外，噪聲系數(shù)通常以分貝表示：

Why and When

chrent

TTSP

在處理小信號(hào)時(shí)，噪聲系數(shù)是一個(gè)關(guān)鍵的系統(tǒng)參數(shù)，它可以讓我們通過(guò)量化添加的噪聲來(lái)進(jìn)行比較。知道了噪聲系數(shù)的值，我們就可以根據(jù)系統(tǒng)的帶寬來(lái)計(jì)算系統(tǒng)的靈敏度。

重要的是要記住，系統(tǒng)的噪聲系數(shù)與其增益是分開(kāi)的。一旦將噪聲添加到信號(hào)中，隨后的增益級(jí)將信號(hào)和噪聲放大相同的量，并且這不會(huì)改變SNR。

圖中.a顯示了放大器的輸入，峰值比本底噪聲高40dB；圖中.b顯示了產(chǎn)生的輸出信號(hào)。增益使信號(hào)和噪聲水平提高了20 dB，并增加了自身的噪聲。結(jié)果，輸出信號(hào)的峰值現(xiàn)在僅比本底噪聲高30dB。因?yàn)樾旁氡鹊慕档褪?0dB，所以放大器具有10dB的噪聲系數(shù)。

在放大器的輸入和輸出處比較的相對(duì)信號(hào)和噪聲水平。由于放大器添加的噪聲，噪聲電平比信號(hào)電平增加得更多。

圖中:放大器輸入端（a）和輸出端（b）的信號(hào)示例。注意，由于放大器電路添加的噪聲，噪聲電平比信號(hào)電平上升得更多。這種信號(hào)和噪聲的變化就是放大器噪聲系數(shù)。

通過(guò)控制系統(tǒng)組件的噪聲系數(shù)和增益，RF設(shè)計(jì)者可以直接控制整個(gè)系統(tǒng)的噪聲系數(shù)，一旦您確定了噪聲系數(shù)的值，就可以很容易地根據(jù)系統(tǒng)帶寬估計(jì)系統(tǒng)靈敏度。

Where (& How)

chrent

TTSP

懸而未決的問(wèn)題是：影響噪聲系數(shù)的系統(tǒng)噪聲源在哪里？大多數(shù)噪聲由電氣設(shè)備中的普通現(xiàn)象引起的自發(fā)波動(dòng)組成，這種噪聲通常是平的。我們對(duì)這種噪聲進(jìn)行測(cè)量以表征噪聲系數(shù)。這些噪聲源分為兩大類：熱噪聲和散粒噪聲。

還有一點(diǎn)需要注意：重要的是要考慮到，在噪聲系數(shù)測(cè)量中測(cè)量的一些功率可能是某種類型的干擾，而不是噪聲。因此，至關(guān)重要的是要警惕和防范這種情況，在屏蔽室中進(jìn)行測(cè)量，以確保我們只看到我們想要測(cè)量的自發(fā)噪聲。

可以使用信號(hào)分析儀、噪聲源和專用的噪聲系數(shù)測(cè)量應(yīng)用程序進(jìn)行噪聲系數(shù)測(cè)量。

圖中使用信號(hào)分析儀、噪聲源和專用噪聲系數(shù)應(yīng)用程序在DUT上進(jìn)行噪聲系數(shù)測(cè)量所需的兩個(gè)步驟的高級(jí)視圖。

測(cè)量噪聲系數(shù)最常用的方法是Y因子法，它需要兩個(gè)步驟：校準(zhǔn)和DUT的噪聲系數(shù)測(cè)量。首先通過(guò)將噪聲源連接到信號(hào)分析儀的前端來(lái)校準(zhǔn)信號(hào)分析儀。在第二步中，將DUT連接到信號(hào)分析儀的前端，并將噪聲源連接到DUT的輸入端——然后，信號(hào)分析儀的噪聲系數(shù)測(cè)量應(yīng)用程序可以表征DUT的噪聲系數(shù)。

Wrapping Up

chrent

TTSP

回顧一下，噪聲系數(shù)是衡量信號(hào)通過(guò)系統(tǒng)或設(shè)備時(shí)信噪比（SNR）退化的指標(biāo)。

您可以對(duì)完整的系統(tǒng)或組件進(jìn)行噪聲系數(shù)測(cè)量。噪聲數(shù)字告訴我們?cè)谛盘?hào)通過(guò)系統(tǒng)或設(shè)備時(shí)，信號(hào)中加入的噪聲的相對(duì)量。低噪聲值表示DUT的性能更好。

噪聲系數(shù)是一種快速而簡(jiǎn)單的測(cè)量方法，用于表征信號(hào)通過(guò)系統(tǒng)或設(shè)備時(shí)設(shè)備信噪比（SNR）的下降，告訴您信號(hào)中添加的相對(duì)噪聲量。而且，在考慮設(shè)計(jì)時(shí)，請(qǐng)記住，噪聲系數(shù)是一種可以用來(lái)提高設(shè)備性能的方法。