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現代無線電接收機的系統噪聲系數分析

文章來源：永阜康科技更新時間：2023/10/20 10:05:00

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本教程首先檢查噪聲系數的基本定義，然后繼續對涉及混頻器的級聯模塊進行基于方程的分析，然后介紹用于測量噪聲系數的典型實驗室技術。系統和設計工程師通常使用噪聲系數來確保信號性能。然而，在信號鏈中使用混頻器給簡單的噪聲系數分析帶來了挑戰。

摘要：系統和設計工程師通常使用噪聲系數來確保信號性能。然而，在信號鏈中使用混頻器給簡單的噪聲系數分析帶來了挑戰。本教程首先檢查噪聲系數的基本定義，然后繼續對涉及混頻器的級聯模塊進行基于方程的分析，然后介紹用于測量噪聲系數的典型實驗室技術。在探索使用 Y 因子方法進行混頻器噪聲系數測量之前，本教程還介紹了噪聲溫度和 Y 因子噪聲測量的概念。討論了雙邊帶 (DSB) 和單邊帶 (SSB) 噪聲系數測量的示例。

簡介

噪聲系數的一般概念已被系統和電路設計人員充分理解并廣泛使用。特別是，它用于傳達產品定義者和電路設計者的噪聲性能要求，并預測接收器系統的整體靈敏度。

當混頻器是信號鏈的一部分時，噪聲系數分析的主要困難就會出現。所有實際混頻器都會圍繞本地振蕩器 (LO) 頻率折疊 RF 頻譜，根據 fOUT = |fRF – fLO| 創建包含兩側頻譜總和的輸出。在外差架構中，這些貢獻之一通常被認為是虛假的，而另一個則被認為是有意的。因此，圖像拒絕過濾或圖像消除方案可能被用來很大程度上消除這些響應之一。在直接轉換接收器中，情況有所不同；兩個邊帶（高于和低于 fRF = fLO）均被轉換并用于所需信號。因此，這確實是混頻器的雙邊帶 (DSB) 應用。

工業界常用的各種定義在不同程度上解釋了噪聲折疊。例如，傳統的單邊帶噪聲系數 FSSB 假設來自兩個邊帶的噪聲都可以折疊到輸出信號中。然而，只有一個邊帶可用于傳送所需信號。假設兩個響應的轉換增益相等，這自然會導致噪聲系數增加 3dB。相反，DSB 噪聲系數假設混頻器的兩個響應都包含部分有用信號，因此噪聲折疊（以及相應的信號折疊）不會影響噪聲系數。DSB 噪聲系數可應用于直接轉換接收器以及射電天文接收器。然而，更深入的分析表明，設計人員僅僅為給定應用選擇正確的噪聲系數“風格”，然后代入標準 Friis 方程中的相應數字是不夠的。這樣做可能會導致分析出現嚴重錯誤，當混頻器或混頻器后面的組件在確定系統噪聲系數方面發揮著不可忽視的作用時，這種情況可能尤其嚴重。

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