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噪聲系數測量方法及測量結果的不確定性
噪聲系數的高低決定著接收機的性能。在實際測試過程中所有可能的測量誤差來源以及可以避免或減小的方法。由于不可避免的測量誤差引入了測量不確定度,因此給出了噪聲系數測量結果的不確定度的評定方法。噪聲系數測量的不確定度與被測件的噪聲系數及增益關系密切,針對本測試系統,計算出測試結果不確定度的范圍為0.41~0.63 dB。
噪聲系數測量方法
主要有兩種測量噪聲系數的方法。zui常用的是所謂 Y 因子法或冷熱源法，安捷倫科技的噪聲系數分析儀和頻譜分析儀都是用這種方法測量噪聲系數。
Y 因子法使用經過校準的由特制的可以打開和關閉的噪聲二極管組成的噪聲源，在噪聲源的后面還有一個用來提供較好的輸出匹配的衰減器，如圖2 所示。當二極管被關閉，也即沒有偏置電流存在的時候，噪聲源對于被測器件來說所呈現的是一個溫度為室溫的負載。當二極管被反向偏置的時候，它所產生的雪崩效應會產生一個超過負載在室溫環境下所產生的噪聲的電噪聲，這個額外產生的噪聲的量被表征為“超噪比”(即 ENR)。對于一個給定的噪聲源，ENR 的值會隨著頻率的變化而變化。根據噪聲源內部衰減器的情況的不同，典型噪聲源的 ENR 的額定值的范圍在 5 dB 到 15 dB 之間。使用噪聲源可以在被測器件的輸出端口得到兩個噪聲功率的測量結果，然后，這兩個測量結果的比值 — 被稱之為 Y 因子 — 可以用來計算噪聲系數。使用 Y 因子法進行測量還可以產生被測器件的標量增益的測量結果。
第二種測量噪聲系數的方法是冷源法，有時也把這種方法叫做直接噪聲測量法 — 在被測器件的輸入端口連接一個冷 (通常是室溫的) 負載，另外再單獨測量被測器件的增益。使用矢量網絡分析儀 (VNA) 測量噪聲系數就經常采用冷源法，因為這可以使我們在測量放大器或變頻器時，只需要把被測器件與儀表進行一次連接，就可以完成諸如 S 參數、增益壓縮、噪聲系數等多項指標的測試。
測量結果的不確定性
有幾個關鍵因素會影響到整個噪聲系數測量結果的不確定性。選擇噪聲系數測試方案時，非常重要的一點是要選擇一種能把影響整個噪聲系數不確定性諸因素中zui主要因素的影響降低到zui小的方法。
這些可以影響噪聲系數測量結果不確定性的因素，有一部分可在儀表的技術指標中找到，例如儀表本身測試結果的不確定性、超噪聲比(ENR) 的不確定性和抖動等。而其它因素則取決于測試系統與DUT之間的相互作用。例如，由于系統源匹配的不完善(偏離理想的50 歐姆)，就會有兩種誤差來源。*個為失配誤差，這會導致測試系統與DUT 之間的能量傳送不理想。第二個誤差源則來自于DUT內部產生的噪聲與從DUT一側看到的源匹配(Γs) 之間的相互作用。下圖比較了Y 因子方法與冷噪聲源方法(PNA-X 所用的方法) 之間噪聲系數測量結果的不確定性。在這個例子中放大器的噪聲系數為3dB，增益為15 dB，輸入和輸出匹配為10dB，其噪聲參數也是比較適中的(Fmin = 2.8dB、Γopt = 0.27 + j0 和Rn= 37.4)。