現(xiàn)代無(wú)線電接收機(jī)的系統(tǒng)噪聲系數(shù)分析
發(fā)布日期:2023-10-22
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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(duì)涉及混頻器的級(jí)聯(lián)模塊進(jìn)行基于方程的分析,然后介紹用于測(cè)量噪聲系數(shù)的典型實(shí)驗(yàn)室技術(shù)。系統(tǒng)和設(shè)計(jì)工程師通常使用噪聲系數(shù)來(lái)確保信號(hào)性能。然而,在信號(hào)鏈中使用混頻器給簡(jiǎn)單的噪聲系數(shù)分析帶來(lái)了挑戰(zhàn)。
摘要:系統(tǒng)和設(shè)計(jì)工程師通常使用噪聲系數(shù)來(lái)確保信號(hào)性能。然而,在信號(hào)鏈中使用混頻器給簡(jiǎn)單的噪聲系數(shù)分析帶來(lái)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(duì)涉及混頻器的級(jí)聯(lián)模塊進(jìn)行基于方程的分析,然后介紹用于測(cè)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(cè)量之前,本教程還介紹了噪聲溫度和 Y 因子噪聲測(cè)量的概念。討論了雙邊帶 (DSB) 和單邊帶 (SSB) 噪聲系數(shù)測(cè)量的示例。
簡(jiǎn)介
噪聲系數(shù)的一般概念已被系統(tǒng)和電路設(shè)計(jì)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(jì)者的噪聲性能要求,并預(yù)測(cè)接收器系統(tǒng)的整體靈敏度。
當(dāng)混頻器是信號(hào)鏈的一部分時(shí),噪聲系數(shù)分析的主要困難就會(huì)出現(xiàn)。所有實(shí)際混頻器都會(huì)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(gè)則被認(rèn)為是有意的。因此,圖像拒絕過(guò)濾或圖像消除方案可能被用來(lái)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(gè)邊帶(高于和低于 fRF = fLO)均被轉(zhuǎn)換并用于所需信號(hào)。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(lái)自兩個(gè)邊帶的噪聲都可以折疊到輸出信號(hào)中。然而,只有一個(gè)邊帶可用于傳送所需信號(hào)。假設(shè)兩個(gè)響應(yīng)的轉(zhuǎn)換增益相等,這自然會(huì)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(gè)響應(yīng)都包含部分有用信號(hào),因此噪聲折疊(以及相應(yīng)的信號(hào)折疊)不會(huì)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(jì)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(huì)導(dǎo)致分析出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)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(shí),這種情況可能尤其嚴(yán)重。
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