如何测量噪声系数

目前，用于测量噪声系数的方法主要有两种。最常用、最典型的方法称为Y系数法或者冷热噪声源法。Y系数方法使用一个与DUT的输入端直接相连的噪声源，提供两个输入噪声电平。这种方法测试DUT的噪声系数和标量增益。用频谱分析仪和噪声系数分析仪测试噪声系数用的就是这种方法。Y系数方法易于使用，特别是当噪声源具有良好的源匹配并且可以与DUT直接连接时，测试结果的精度是很好的。

测试噪声系数的另一种方法称为冷噪声源或者直接噪声方法。这种方法不需在DUT的输入端连接一个噪声源，而是只需要一个已知的负载（通常为50Ω）。但是，冷源方法需要单独测量DUT的增益。这种方法特别适用于用矢量网络分析仪测试噪声系数，因为可以用矢量误差校准的方法来得到非常精确的增益（S21）测量结果。很多情况下噪声系数测量是综合多种方法的，以安捷伦公司PNA-X网络分析仪测试噪声系数为例，就是将矢量误差校准技术和PNA-X独特的源校准方法相结合，这样可以得到较高的噪声系数测量精度。冷噪声源方法还具有一个优点：只需与DUT进行一次连接便可同时测量S参数和噪声系数。冷噪声源方法虽然在测试的时候不需要噪声源，但是在系统的校准过程中，需要使用噪声源。

本节将重点介绍Y系数法，了解Y系数法首先需要了解两个重要的定义：超噪比（ENR）和Y系数。

1）超噪比

Y系数法需要使用一个ENR值预先校准过的噪声源，ENR定义如下：

式（6-33）中，T0规定为标准噪声温度即290 K。噪声系数分析仪测量噪声系数时用TOFF代替T0，但是噪声源的ENR校准值总是在TOFF=T0=290 K时的结果。(www.xing528.com)

超噪比的物理意义是：单端口网络中存在的噪声超过不可避免的热噪声的倍数。

2）Y系数

当在二端口网络输入端输入两个噪声功率Gk T1B和Gk T2B（T2＞T1）时，网络输出端可以得到两个相应的噪声功率Nout1和Nout2，而两个输出噪声功率之比就成为Y系数，即：

如果网络是理想的，则Y即为两个输出噪声功率之比；如果网络存在噪声，则Y随网络噪声的变化而变化。由上式可得到Y系数与等效输入噪声温度的关系：

噪声系数分析仪进行噪声系数测量时，将噪声源重复多次设为开或关不同状态，多次测量并计算Y的平均值。