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現(xiàn)代無線電接收機(jī)的系統(tǒng)噪聲系數(shù)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(shù)的基本定義，然后繼續(xù)對涉及混頻器的級聯(lián)模塊進(jìn)行基于方程的分析，然后介紹用于測量噪聲系數(shù)的典型實(shí)驗(yàn)室技術(shù)。系統(tǒng)和設(shè)計工程師通常使用噪聲系數(shù)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(shù)分析帶來了挑戰(zhàn)。

摘要：系統(tǒng)和設(shè)計工程師通常使用噪聲系數(shù)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(shù)分析帶來了挑戰(zhàn)。本教程首先檢查噪聲系數(shù)的基本定義，然后繼續(xù)對涉及混頻器的級聯(lián)模塊進(jìn)行基于方程的分析，然后介紹用于測量噪聲系數(shù)的典型實(shí)驗(yàn)室技術(shù)。在探索使用 Y 因子方法進(jìn)行混頻器噪聲系數(shù)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(shù)測量的示例。

簡介

噪聲系數(shù)的一般概念已被系統(tǒng)和電路設(shè)計人員充分理解并廣泛使用。特別是，它用于傳達(dá)產(chǎn)品定義者和電路設(shè)計者的噪聲性能要求，并預(yù)測接收器系統(tǒng)的整體靈敏度。

當(dāng)混頻器是信號鏈的一部分時，噪聲系數(shù)分析的主要困難就會出現(xiàn)。所有實(shí)際混頻器都會圍繞本地振蕩器 (LO) 頻率折疊 RF 頻譜，根據(jù) fOUT = |fRF – fLO| 創(chuàng)建包含兩側(cè)頻譜總和的輸出。在外差架構(gòu)中，這些貢獻(xiàn)之一通常被認(rèn)為是虛假的，而另一個則被認(rèn)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(yīng)之一。在直接轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換并用于所需信號。因此，這確實(shí)是混頻器的雙邊帶 (DSB) 應(yīng)用。

工業(yè)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(tǒng)的單邊帶噪聲系數(shù) FSSB 假設(shè)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(shè)兩個響應(yīng)的轉(zhuǎn)換增益相等，這自然會導(dǎo)致噪聲系數(shù)增加 3dB。相反，DSB 噪聲系數(shù)假設(shè)混頻器的兩個響應(yīng)都包含部分有用信號，因此噪聲折疊（以及相應(yīng)的信號折疊）不會影響噪聲系數(shù)。DSB 噪聲系數(shù)可應(yīng)用于直接轉(zhuǎn)換接收器以及射電天文接收器。然而，更深入的分析表明，設(shè)計人員僅僅為給定應(yīng)用選擇正確的噪聲系數(shù)“風(fēng)格”，然后代入標(biāo)準(zhǔn) Friis 方程中的相應(yīng)數(shù)字是不夠的。這樣做可能會導(dǎo)致分析出現(xiàn)嚴(yán)重錯誤，當(dāng)混頻器或混頻器后面的組件在確定系統(tǒng)噪聲系數(shù)方面發(fā)揮著不可忽視的作用時，這種情況可能尤其嚴(yán)重。

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