模擬技術知識課堂:噪聲系數的計算及測量方法一

噪聲系數(NF)是RF系統設計師常用的一個參數，它用于表征RF放大器、混頻器等器件的噪聲，并且被廣泛用作無線電接收機設計的一個工具。許多優秀的通信和接收機設計教材都對噪聲系數進行了詳細的說明.

　　現在，RF應用中會用到許多寬帶運算放大器和ADC，這些器件的噪聲系數因而變得重要起來。討論了確定運算放大器噪聲系數的適用方法。我們不僅必須知道運算放大器的電壓和電流噪聲，而且應當知道確切的電路條件：閉環增益、增益設置電阻值、源電阻、帶寬等。計算ADC的噪聲系數則更具挑戰性，大家很快就會明白此言不虛。

　　公式表示為：噪聲系數NF=輸入端信噪比/輸出端信噪比，單位常用“dB”。

　　該系數并不是越大越好，它的值越大，說明在傳輸過程中摻入的噪聲也就越大，反應了器件或者信道特性的不理想。

　　在放大器的噪聲系數比較低的情況下，通常放大器的噪聲系數用噪聲溫度(T)來表示。

　　噪聲系數與噪聲溫度的關系為：T=(NF-1)T0 或 NF=T/T0+1 其中：T0-絕對溫度(290K)

　　噪聲系數計算方法

　　研究噪聲的目的在于如何減少它對信號的影響。 因此，離開信號談噪聲是無意義的。

　　從噪聲對信號影響的效果看，不在于噪聲電平絕對值的大小，而在于信號功率與噪聲功率的相對值，即信噪比，記為S/N(信號功率與噪聲功率比)。 即便噪聲電平絕對值很高，但只要信噪比達到一定要求，噪聲影響就可以忽略。 否則即便噪聲絕對電平低，由于信號電平更低，即信噪比低于1，則信號仍然會淹沒在噪聲中而無法辨別。 因此信噪比是描述信號抗噪聲質量的一個物理量。

　　1 噪聲系數的定義

　　要描述放大系統的固有噪聲的大小，就要用噪聲系數，其定義為

　　設Pi為信號源的輸入信號功率，Pni為信號源內阻RS產生的噪聲功率，Po和Pno分別為信號和信號源內阻在負載上所產生的輸出功率和輸出噪聲功率,Pna表示線性電路內部附加噪聲功率在輸出端的輸出。

　　已知噪聲功率是與帶寬B相聯系的。

　　噪聲系數與輸入信號大小無關。定義：Pni為信號源內阻Rs的最大輸出功率，為kTB

　　噪聲系數的大小與四端網絡輸入端的匹配情況無關

　　噪聲系數的定義只適用于線性或準線性電路

　　信噪比與負載的關系