噪声系数/噪声参数测量

介绍

噪声在任何有源设备或电路中都是自然产生的,并且限制了有用信号的最低水平。以手机为例,它会干扰微弱的信号,并中断通话。因此,重要的是设计电路使噪声的影响最小化。为此,噪声必须以噪声参数的形式进行量化和测量,包括Fmin、Gamma、opt (mag和phase)和Rn。

阻抗调谐器通常与噪声系数分析仪(或替代噪声测量仪器)一起使用,测量噪声系数或噪声功率,作为源阻抗向DUT提供的函数,噪声参数从中提取。

注意,术语噪声图是讨论LNAs时经常引用的参数,通常指的是设备的50欧姆噪声贡献。设备的50欧姆噪声系数可以直接测量使用噪声参数系统,或从噪声系数轮廓推断。直接测量是通过使用一个阻抗调谐器将50欧姆精确地呈现给DUT,并测量相关的噪声系数(注意,调谐器可以校正通常没有调谐器呈现的非50欧姆系统阻抗)。噪声系数外推是噪声参数测量系统中的一个标准函数,使用数学确定的轮廓来计算在50欧姆时预期噪声系数的贡献。


噪声系数/噪声参数测量

超快的噪声参数

一种新的超高速噪声参数测量方法能够将整体校准和测量时间提高100 - 400x倍,将原本需要数十或数百小时的测量时间提高到数十分钟。新方法有两个关键的特点,有助于突破速度的提高:1)调谐器具有一组状态(调谐器的物理位置)的特点,选择这些状态可以在感兴趣的频带上给出合理的阻抗分布;2)噪声功率测量在每个状态下扫过频率范围,因此调谐器只移动到每个位置一次。这利用了现代仪器的快速扫描能力,以及通过最小化调谐器的移动节省时间。

新的噪声参数测量方法提供了两个数量级的速度改进。与传统方法相比,它还产生了更平滑、更分散的数据。快速的测量速度消除了温度漂移,使用带有内部噪声接收器的VNA简化了设置,使其更加稳定和一致。高得多的速度使它实际总是做一个完整的现场校准,以最小化误差,并测量更多的频率,以获得更好的分散和周期性误差的观点,并能够使用更有信心的平滑。更高的频率密度还可以通过减少由于混叠造成的移位来提高精度。


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超快的噪声参数

测量硬件

Keysight n524x系列PNA-X是该类型中唯一包含嵌入式电子调谐器的仪器,能够呈现阻抗Γ=0.3(驻波比~2:1)。当测量near-50Ω晶体管时,电子调谐器可以提供足够的阻抗来解决未知方程和确定噪声参数。对于non-50Ω晶体管,内置的电子调谐器被绕过,外部自动阻抗调谐器被用来呈现更接近Γopt的阻抗。调谐器型号MT982BL01推荐用于0.8-18 GHz之间的测量;调谐器型号MT983BL01,用于2-26 GHz之间的测量;调谐器型号MT984AL01,用于8-50 GHz之间的测量。

PNA-X也是唯一一种将矢量接收机与专用和优化的噪声接收机相结合的仪器。通过精确测量晶体管的噪声功率贡献来确定噪声系数F,噪声接收器的灵敏度是至关重要的。噪声测量的准确性直接关系到噪声接收机的二级噪声系数,越低越好。虽然可以直接使用PNA-X的噪声接收器,但第二阶段的噪声数字可以降低5 - 6 dB增加了一个外部噪声接收模块(NRM) MT7553B03。


Keysight N524x-series PNA-X

MT7553噪声接收模块

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应用说明和数据表

5 - 042

一种新的噪声参数测量方法,使速度提高100倍以上,提高测量精度 5 - 042

5 c - 085

使用阻抗调谐器和噪声接收模块扩展安捷伦PNA-X到50 GHz噪声参数 5 c - 085

5 c - 088

50 GHz Noise Parameter Measurements Using Agilent N5245A-series PNA-X with Noise Option 029 5 c - 088

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