1、射頻電路測(cè)試原理 第十講噪聲系數(shù)分析儀(NFA) leiyh 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期2 參考文獻(xiàn) ?通信電路原理（笫二版） 董在望、陳雅琴、雷有華、 肖華庭編 ?Agilent儀器說(shuō)明書(shū)N8973A_噪聲系數(shù)分析儀Users Guide_N8972-900800 ?.Y-Factor_AN57_2_5952-3706E ?.Fundamentals_AN57_1_5952-8255E ?.Performance and Calibration_5968-9498E ?.10 Hints_AN57_3_5980-0288E ?.Data Sheet_598

2、0-0164E ?.LNA Designs_AN1354_5980-1916E ?.Frequency Converting Devices_AN1487_5989- 0400EN ?.SNS Product Overview_5988-0081EN 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期3 內(nèi)容 10.1 噪聲系數(shù)分析儀的基本結(jié)構(gòu) 10.2 噪聲系數(shù)的基本概念 10.3 噪聲系數(shù)的測(cè)量原理 10.4 典型器件噪聲系數(shù)測(cè)量簡(jiǎn)介 10.5 噪聲系數(shù)分析儀的基本操作 第四次實(shí)驗(yàn)噪聲系數(shù)分析儀的使用 第十講噪聲系數(shù)分析儀小結(jié) 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華20

3、05春季學(xué)期4 10.1 噪聲系數(shù)分析儀的基本結(jié)構(gòu) ?Agilent噪聲系數(shù)分析儀系列： ?N8972A （10 MHz to 1.5 GHz）。 ?N8973A （10 MHz to 3.0 GHz）。 ?N8974A （10 MHz to 6.7 GHz）。 ?N8975A （10 MHz to 26.5 GHz）。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期5 基本結(jié)構(gòu)(續(xù)1) ?利用通用噪聲源346A/B/C系列的連接圖 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期6 基本結(jié)構(gòu)(續(xù)2) ? ? 利用利用SNSSNS噪聲源噪聲源N4000AN4000

4、A、N4001AN4001A和和N4002AN4002A的連接圖 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期7 基本結(jié)構(gòu)(續(xù)3) ?SNS噪聲源N4000A、N4001A和N4002A 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期8 基本結(jié)構(gòu)(續(xù)4) 1.視角調(diào)整鍵 2.ESC回退鍵 3.菜單顯示鍵 4.測(cè)量功能鍵組 5.顯示功能鍵組 6.控制功能鍵組 7.系統(tǒng)功能鍵組 8.軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器 9.數(shù)字量等輸入鍵 10.鍵盤(pán)連接器 11.探頭電源連接器 12.Prev鍵 13.噪聲源電源連接器 14.Tab鍵 15.NFA輸入連接器 16.Next Window鍵

5、 17.Help鍵 18.SNS噪聲源連接器 19.電源開(kāi)關(guān)鍵 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期9 基本結(jié)構(gòu)(續(xù)5) 1.電源插座 2.保險(xiǎn)絲 3.維修連接器 4.VGA顯示輸出 5.打印機(jī)并行接口 6.RS232程控接口 7.Presel調(diào)諧連接器 8.10 MHz REF IN10 MHz REF IN 9.10 MHz REF OUT10 MHz REF OUT 10.LO GPIBLO GPIB 11.MAIN GPIBMAIN GPIB 12.AUX OUT(TTL) 13.AUX IN (TTL) 14.電源接通選擇 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系

6、李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期10 Agilent噪聲系數(shù)分析儀的模式 ?放大器測(cè)量模式：DUT沒(méi)有頻率轉(zhuǎn)換功能，可以是 放大器、濾波器和衰減器。 ?放大器測(cè)量模式有兩種： ?DUT的測(cè)量頻率在NFA的頻率范圍內(nèi)，不需外接設(shè)備； ?DUT的測(cè)量頻率超出NFA的頻率范圍，需要外接LO（作為混 頻器）。 ?DUT有頻率轉(zhuǎn)換功能的測(cè)量模式也有兩種：下變頻 測(cè)量模式和上變頻測(cè)量模式。 ?下變頻測(cè)量模式：可以是混頻器和接收機(jī)。 ?上變頻測(cè)量模式：可以是發(fā)射機(jī)或復(fù)雜的電路。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期11 10.2 噪聲系數(shù)的基本概念 ?噪聲系數(shù)的定義 ?級(jí)連網(wǎng)絡(luò)的噪聲系

7、數(shù) ?噪聲溫度 ?噪聲系數(shù)和相位噪聲 ?高頻噪聲系數(shù)和低頻的1/f噪聲 ? 內(nèi)阻RS 的額定噪聲功率為:fkTPnim= 噪聲系數(shù)的定義 ? 在標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源激勵(lì)下，網(wǎng)絡(luò)輸入 信噪比與其輸出信噪比的比值。 即信噪比變壞的程度即信噪比變壞的程度。 s R s v 2 n v nisi PP/ noso PP / i R o R L R n F pm G nA P 放大器放大器 標(biāo) 準(zhǔn) 信 號(hào) 源 標(biāo) 準(zhǔn) 信 號(hào) 源 noso nisi n PP PP F / / = ? “標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源”是指信號(hào)電壓為，內(nèi)阻為，并僅含 有產(chǎn)生的白噪聲的信號(hào)源。 s v s R s R fkTRv s

8、n = 4 2 噪聲系數(shù)的定義： 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期13 對(duì)噪聲系數(shù)物理意義的三種理解 noso nisi o i n PP PP SNR SNR F= ?信噪比惡化的程度： ?網(wǎng)絡(luò)輸出噪聲功率和輸入噪聲功率在輸出端的比值： () nip no nisiso no noso nisi o i n PG P PPP P PP PP SNR SNR F= ?任何實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)，都是在理想網(wǎng)絡(luò)噪聲系數(shù)的 基礎(chǔ)上加上一個(gè)增量。 nip nA nip nAnip nip no n PG P PG PPG PG P F+= + =1 和分別為兩網(wǎng)絡(luò)的額定功率

9、增益。 和分別為兩網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)。 和分別表示兩網(wǎng)絡(luò)的附加噪聲功率。 1n F 1pm G 2pm G 2n F 1nA P 2nA P 級(jí)連網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù) s R g v 網(wǎng)絡(luò)1 網(wǎng)絡(luò)2 11,npm FG22,npm FG 1nA P2nA P nom P 依此類推，N級(jí)級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的總的噪聲系數(shù)為： ()1 121 3 1 2 1 111 + + += N pmpm nN pmpm n pm n nn GG F GG F G F FF L L 上式說(shuō)明：級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)，主要由網(wǎng)絡(luò)前級(jí)的噪聲系 數(shù)確定。前級(jí)的噪聲系數(shù)越小，功率增益越高，則級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò) 的噪聲系數(shù)就越小 前級(jí)的噪聲系數(shù)越小，功率

10、增益越高，則級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò) 的噪聲系數(shù)就越小。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期15 噪聲溫度 ?網(wǎng)絡(luò)的噪聲性能也可以用噪聲溫度來(lái)表示。但要注意的是， 網(wǎng)絡(luò)的噪聲溫度不是該網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際物理溫度，而是用以表征 該網(wǎng)絡(luò)噪聲性能的一種假想溫度該網(wǎng)絡(luò)噪聲性能的一種假想溫度。 g R g v 實(shí)際網(wǎng)絡(luò)無(wú)噪網(wǎng)絡(luò) no P nApm PG,pm G g v g R )290( 0 K 2 e v 實(shí)際網(wǎng)絡(luò)用一無(wú)噪聲網(wǎng)絡(luò)和一噪聲源等效。 設(shè)是由信號(hào)源內(nèi)阻在一假想溫度下產(chǎn)生的噪聲電壓。 )290( 0 0 KT = 2 e v 2 e v g R e T fRKTv gee = 4 2 此

11、溫度是網(wǎng)絡(luò)的等效噪聲溫度。 e T 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)噪聲較小時(shí)，用噪聲溫度來(lái)表示更方便些。 舉例：= 1.1，；= 1.05，。 n FKT o e 29= n FKT o e 5 .14= 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期16 噪聲系數(shù)和相位噪聲 ?相同點(diǎn)： ?都是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部噪聲在輸出端的反映； ?不同點(diǎn)： ?噪聲系數(shù)是開(kāi)環(huán)網(wǎng)絡(luò)噪聲在輸出端的反映，相位噪 聲是閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)噪聲在輸出端的反映； ?噪聲系數(shù)是在標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源激勵(lì)下，網(wǎng)絡(luò)輸入信噪比 與其輸出信噪比的比值，即信噪比變壞的程度即信噪比變壞的程度； ?相位噪聲表示距離載波f處，噪聲相對(duì)于平均載波 功率的大小，單位是d

12、Bc/Hz，是與載波比較的是與載波比較的； ?噪聲系數(shù)是用噪聲系數(shù)分析儀測(cè)量的，相位噪聲是 用頻譜分析儀測(cè)量的。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期17 高頻噪聲系數(shù)和低頻的1/f噪聲 ?廣義地講, 凡是功率譜密度與頻率成反比的隨 機(jī)漲落現(xiàn)象都可稱之為1/f噪聲(閃爍噪聲)。 ?低頻1/f噪聲具有兩個(gè)基本特性： ?(1)低頻1/f噪聲在一個(gè)相當(dāng)寬的頻帶內(nèi), 其功 率譜密度與f成反比,且其頻帶上、下限都應(yīng)是 有限值,其上限頻率fh視1/f噪聲與白噪聲的相 對(duì)大小而定,而下限頻率fl目前已測(cè)至10-6Hz, 其功率密度仍呈很好的1/f特性。 ?(2)低頻1/f噪聲電壓或

13、電流的功率譜密度近似 與器件的電流的平方成正比,這意味著低頻1/f 噪聲起源于電阻的漲落。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期18 低頻1/f噪聲的模型 ?低頻1/f噪聲源兩種較為成熟的理論: 載流子數(shù)漲落和 遷移率漲落模型。 ?1957年,邁克霍特(M chorter)提出了表面載流子數(shù)漲 落模型,這種漲落是由表面氧化層的陷阱通過(guò)隧道貫穿 半導(dǎo)體導(dǎo)帶或價(jià)帶的載流子相互作用所引起的： ?陷阱中心若能夠成為1/f噪聲源, 它與半導(dǎo)體導(dǎo)帶或價(jià)帶交換 載流子的時(shí)間常數(shù)必須在一個(gè)相當(dāng)寬的范圍內(nèi),實(shí)驗(yàn)已測(cè)得為 10-6 to 105s。 ?這個(gè)范圍也正好與觀測(cè)到的1/f噪聲的

14、頻率范圍所一致。 ?1969年,胡格(Hooge)總結(jié)了各種金屬和半導(dǎo)體材料中 的1/f噪聲的測(cè)量結(jié)果，提出了遷移率漲落模型。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期19 低頻1/f噪聲的測(cè)量 ?用GaAs材料制成的新型半導(dǎo)體器件，微波器件性能有很大提 高，但此類器件主要缺點(diǎn)是低頻噪聲過(guò)大，運(yùn)用寬溫度范圍 低頻噪聲譜的測(cè)量功能可發(fā)現(xiàn)GaAs器件內(nèi)部缺陷性質(zhì)，這對(duì) 改進(jìn)它們的噪聲性能有重要應(yīng)用價(jià)值； ?低頻噪聲測(cè)量技術(shù)是指對(duì)頻率低于100kHz以下電壓噪聲（或 電流噪聲）的測(cè)量方法及裝置。其測(cè)量頻率下限一般為1Hz左 右，但在一些半導(dǎo)體器件噪聲機(jī)理研究中有時(shí)低到lmHz；

15、 ?由于人們很難找到像高頻噪聲測(cè)量中常用的標(biāo)準(zhǔn)噪聲源來(lái)對(duì) 低頻噪聲進(jìn)行比較法測(cè)量，因此，目前低頻噪聲測(cè)量只能借 助諸如有效值表、譜分析儀等一些測(cè)量?jī)x器進(jìn)行直接測(cè)量； ?低頻1/f噪聲的測(cè)量裝置包括低噪聲前置放大器和低頻動(dòng)態(tài)信 號(hào)分析儀（Agilent35670A：0.000122Hz to 102.4kHZ）。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期20 10.3 噪聲系數(shù)的測(cè)量原理 ?噪聲系數(shù)的主要測(cè)量方法有： ?Y系數(shù)法（隨后討論）。 ?兩倍功率測(cè)量法：在噪聲源使用之前，利用信 號(hào)發(fā)生器的兩倍功率測(cè)量法是最普遍的方法。 對(duì)于高噪聲系數(shù)的器件，Y系數(shù)法很難精確測(cè) 量，

16、此法特別有用。 ?直接測(cè)量法：對(duì)于高噪聲系數(shù)的器件，這種方 法特別有用。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期21 噪聲系數(shù)的測(cè)量原理（續(xù)1） ?噪聲源： ?Agilent 346A/B/C通用噪聲源。 ?Agilent SNS（Smart Noise Source）噪聲源。 ?噪聲和增益的校準(zhǔn)： ?前面測(cè)量的噪聲系數(shù)Fsys是整個(gè)系統(tǒng)的噪聲系數(shù)， 我們通常是希望測(cè)量DUT的噪聲系數(shù)。 ?從級(jí)連網(wǎng)絡(luò)的噪聲系數(shù)方程已知，若DUT的增益很 高，則系統(tǒng)噪聲系數(shù)與DUT噪聲系數(shù)相差很小。 ?若DUT的增益較低或要求較高的測(cè)量精度，則需要 進(jìn)行修正。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電

17、子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期22 兩倍功率測(cè)量法 ?在噪聲源使用之前，這是最普遍的方法。對(duì)于高噪聲 系數(shù)的器件，Y噪聲法很難精確測(cè)量，此法特別有用。 ?首先，在DUT的輸入端口接有290K的匹配負(fù)載，測(cè) 量DUT的輸出功率。 ?然后，在DUT的輸入端接信號(hào)發(fā)生器，提供給定的 測(cè)量帶寬B內(nèi)的信號(hào)，增加信號(hào)發(fā)生器的功率Pgen使 DUT的輸出功率增加3dB。 ?則有： ?上式表明，求噪聲系數(shù)無(wú)需知道DUT的增益。 BKT P F gen sys 0 = 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期23 直接測(cè)量法 ?對(duì)于高噪聲系數(shù)的器件，這種方法特別有用。 ?首先，在DU

18、T的輸入端口接有290K的匹配負(fù)載，測(cè) 量DUT的輸出功率。 ?如果已知DUT的增益和系統(tǒng)的帶寬，則可計(jì)算DUT的 噪聲系數(shù)： BKTG P PG P F P no niP no sys 0 = 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期24 10.3.1 噪聲源 ?大多數(shù)通用的噪聲源是采用低結(jié)電容的二極管，當(dāng)二極 管反向偏置并進(jìn)入雪崩狀態(tài)時(shí)，二極管產(chǎn)生的噪聲是常 數(shù)。 ?精密噪聲源（例如：Agilent的SNS系列）的輸出端加入 衰減器，以降低SWR，減少測(cè)量中失配帶來(lái)的誤差。 ?利用噪聲源的兩種狀態(tài)（on和off）可以測(cè)量噪聲系數(shù)。 ?當(dāng)噪聲源中的二極管沒(méi)有偏置時(shí)，只有

19、噪聲源中的衰減器產(chǎn)生的 熱噪聲，稱為“冷態(tài)”； ?當(dāng)二極管有反向偏置并進(jìn)入雪崩狀態(tài)時(shí)，噪聲大大增加，稱為 “熱態(tài)”。 ?Agilent提供的SNS系列噪聲源指標(biāo)如下圖所示。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期25 噪聲源（續(xù)1） 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期26 ?噪聲信號(hào)源的超噪比ENR（Excess Noise Ratio）的定義： 噪聲源（續(xù)2） / )(lg10)(/ )( 00 TTTENRorTTTENR OFF S ON SdB OFF S ON S = ?N4000A噪聲源中加入大數(shù)值的衰減器，以降低SWR，減 少測(cè)

20、量中失配帶來(lái)的誤差。 ?N4001A噪聲源在“熱態(tài)”（on）產(chǎn)生的噪聲為1000K （Th），在“冷態(tài)”（off）產(chǎn)生的噪聲為290K（Tc）。 ?測(cè)量噪聲系數(shù)使用的噪聲源必須經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)，這就是噪 聲源的超噪比ENR（Excess Noise Ratio）。 ?SNS系列噪聲源的ENR是存貯在EEPROM內(nèi)，其它系列噪 聲源的ENR是存貯在軟盤(pán)內(nèi)。 ?所以，0dB ENR就是噪聲源在0dB ENR就是噪聲源在“熱態(tài)熱態(tài)”和和“冷態(tài)冷態(tài)”之間產(chǎn)生 290的溫度變化 之間產(chǎn)生 290的溫度變化。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期27 噪聲源（續(xù)3） ?SNS系列噪聲源包

21、括有溫度傳感器，可由NFA讀入噪聲 源在“冷態(tài)”時(shí)的 Tc。 ?通用的噪聲源是采用低結(jié)電容的二極管，頻率低于 50GHz。對(duì)于毫米波的噪聲源是采用氣體放電管，將其 置于波導(dǎo)內(nèi)（例如：R/Q 347B）。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期28 噪聲源（續(xù)4） ?Agilent 346A/B/C通用噪聲源： ?頻率范圍： ?346A/B：10MHz to 18GHz； ?346C：10MHz to 26.5GHz。 ?ENR（Excess Noise Ratio）范圍： ?346A：5 7dB； ?346B：1516dB； ?346C：1216dB（10MHz to

22、12GHz）；1417dB（12MHz to 26.5 GHz）。 ?Agilent SNS（Smart Noise Source）噪聲源： ?頻率范圍： ?N4000A/N4001A：10MHz to 18GHz； ?N4002A：10MHz to 26.5 GHz。 ?ENR范圍： ?N4000A：4.56.5dB； ?N4001A：1416dB； ?N4002A：1217dB。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期29 ()1 121 3 1 2 1 111 + + += N pmpm nN pmpm n pm n nn GG F GG F G F FF L L

23、 nip nA nip nAnip nip no n PG P PG PPG PG P F+= + =1 10.3.2 Y系數(shù)法測(cè)量 ?級(jí)連網(wǎng)絡(luò)示意圖 () 12121 12121 / /1 GTTT GFFF = = 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期30 Y系數(shù)法測(cè)量（續(xù)1） () 12121 12121 / /1 GTTT GFFF = = ?利用兩級(jí)級(jí)連網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行噪聲系數(shù)測(cè)量的示意圖： ?第一步是噪聲系數(shù)測(cè)量?jī)x的校準(zhǔn)（測(cè)量F2）； ?第二步是測(cè)量（測(cè)量F12 ，計(jì)算G1）。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期31 Y系數(shù)法測(cè)量（續(xù)2

24、） () 12121 12121 / /1 GTTT GFFF = = ?Y系數(shù)法測(cè)量噪聲系數(shù) 分兩步： ?第一步是噪聲系數(shù)測(cè)量 儀的校準(zhǔn)（測(cè)量F2）； （Calibration）； ?第二步是測(cè)量（測(cè)量F12 ， 計(jì)算G1） （Measurement）； ?右圖是使用346A/B/C通 用噪聲源； ?若使用SNS噪聲源，則需 利用SNS噪聲源連接器。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期32 () 12121 12121 / /1 GTTT GFFF = = Y系數(shù)法測(cè)量（續(xù)3） ?Y系數(shù)法測(cè)量步驟 ?（1）什么是超噪比ENR？ ?（2）什么是Y系數(shù)？ ?（3）校準(zhǔn)

25、：進(jìn)行Y系數(shù)測(cè)量（F2）； ?（4）利用DUT測(cè)量：重復(fù)Y系數(shù)測(cè)量（F12）； ?（5）計(jì)算增益（G1）； ?（6）第二級(jí)修正。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期33 Y系數(shù)法測(cè)量（續(xù)4） （1）超噪比ENR：TSOFF是物理溫度， TSON可由ENR計(jì)算。 （2）Y系數(shù)：連接噪聲源到DUT，測(cè)量噪聲源兩種狀態(tài)下 （on和off）時(shí)DUT的輸出功率，兩種功率之比稱為Y系數(shù)。 也可表示為dB數(shù)。 () = = 290 log10 290/ 10 OFF S ON S dB OFF S ON S TT ENR TTENR OFF ON OFF ON T T Y N N

26、 Y=或 ?要完成DUT噪聲系數(shù)和增益的測(cè)量，需要兩步：校準(zhǔn)和測(cè)量。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期34 Y系數(shù)法測(cè)量（續(xù)5） （3）校準(zhǔn)：校準(zhǔn)這一步?jīng)]有DUT，進(jìn)行Y系數(shù)測(cè)量（F2）。 () () ()()1/ / 222 22222 = += YTYTT TTTTNNY OFF S ON S OFF S ON S OFFON 或 （4）利用DUT測(cè)量：插入DUT，重復(fù)Y系數(shù)的測(cè)量（F12）。 ()()1/ / 121212 121212 = = YTYTT NNY OFF S ON S OFFON 或 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春

27、季學(xué)期35 Y系數(shù)法測(cè)量（續(xù)6） （5）計(jì)算增益： () () dBGG NNNNG dB OFFONOFFON 110, 1 2212121 log10 / = = 或 （6）第二級(jí)修正：現(xiàn)已測(cè)得T2，T12和G1，則有： 12121 / GTTT= ?噪聲系數(shù)分析儀可以多種方式顯示測(cè)量結(jié)果：噪聲溫度T1 （單位是K）、噪聲因數(shù)F（倍數(shù)_factor）和噪聲系數(shù)NF （dB_figure）。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期36 Y系數(shù)法測(cè)量精度分析 ?Y系數(shù)法測(cè)量精度分析：一。可避免的測(cè)量誤差；二。損耗和溫 度修正；三。誤差計(jì)算。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子

28、工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期37 一。可避免的測(cè)量誤差 ?（1）預(yù)防干擾信號(hào) ?（2）選用適當(dāng)?shù)脑肼曉??（3）如果需要利用前置放大器 ?（4）減小失配的影響 ?（5）利用平均消除顯示波紋 ?（6）避免非線性和不穩(wěn)定 ?（7）選用適當(dāng)?shù)臏y(cè)量帶寬 ?（8）頻率轉(zhuǎn)換的計(jì)算 ?（9）計(jì)算插入損耗 ?（10）修正物理溫度 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期38 二。損耗和溫度修正 ?（1）DUT前面的損耗修正 ?（2）組合修正 ?（3）噪聲源的溫度修正 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期39 () 12121 12121 / /1 GTTT

29、 GFFF = = 三。誤差計(jì)算 ?（1）系統(tǒng)舉例（如下圖所示）： ?例如：若測(cè)得DUT的NF1=3.00dB，可能產(chǎn)生誤差的來(lái)源有： ?校準(zhǔn)時(shí)測(cè)量NF2=10dB的誤差；（校準(zhǔn)時(shí)不顯示） ?插入DUT，測(cè)量NF12時(shí)的誤差；（測(cè)量時(shí)不顯示） ?校準(zhǔn)時(shí)，在噪聲源和NFA之間的阻抗失配； ?測(cè)量時(shí)，在噪聲源和DUT之間的阻抗失配； ?測(cè)量時(shí)，在DUT和NFA之間的阻抗失配； ?噪聲源的ENR的誤差。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期40 誤差計(jì)算（續(xù)1） ()1 121 3 1 2 1 111 + + += N pmpm nN pmpm n pm n nn GG F

30、 GG F G F FF L L 誤差計(jì)算（續(xù)2） （2）計(jì)算舉例： ?利用RSS（root sum of squares）統(tǒng)計(jì)法來(lái)計(jì)算噪聲系數(shù) 測(cè)量的誤差。 2 11 2 1 12 2 , 1 11 2 2 2 11 2 2 12 1 12 1 1 + + + = dBdB ENR GF F F F SG GF F NF GF F NF F F NF ?上式中：F1是DUT的噪聲系數(shù)（倍數(shù)）；F2是NFA的噪聲系數(shù) （倍數(shù)）；F12是DUT和NFA的噪聲系數(shù)（倍數(shù)）；G1是DUT的 增益（倍數(shù)）；ENRdB是噪聲源的超噪比；是總的誤差（dB）； S=1對(duì)應(yīng)于單頻測(cè)量，S=0對(duì)應(yīng)于頻率轉(zhuǎn)換測(cè)量

31、。 ?Agilent提供了計(jì)算噪聲系數(shù)誤差的表格軟件方法：RSS計(jì) 算方法和TAG4計(jì)算方法。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期42 10.4 典型器件噪聲系數(shù)測(cè)量簡(jiǎn)介 ?實(shí)現(xiàn)噪聲測(cè)量的主要步驟 ?基本放大器噪聲測(cè)量 ?頻率變換器件的噪聲測(cè)量 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期43 實(shí)現(xiàn)噪聲測(cè)量的主要步驟 ?實(shí)現(xiàn)噪聲測(cè)量的主要步驟： ?（1）輸入超噪比ENR（Excess Noise Ratio）數(shù)據(jù) （1）輸入超噪比ENR（Excess Noise Ratio）數(shù)據(jù)：使用SNS噪聲源N4000A或 N4001A，自動(dòng)裝入SNS噪聲源的

32、超噪比 ENR表。 ?（2）設(shè)置測(cè)量頻率（2）設(shè)置測(cè)量頻率：三種頻率模式的選 擇：掃描模式Sweep，列表模式List，固 定模式Fixed。 ?（3）設(shè)置帶寬和平均功能（3）設(shè)置帶寬和平均功能。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期44 典型器件特性測(cè)量簡(jiǎn)介 （4）噪聲系數(shù)分析儀的校準(zhǔn)（4）噪聲系數(shù)分析儀的校準(zhǔn)。 ?需要校準(zhǔn)的場(chǎng)合： ?NFA（噪聲系數(shù)分析儀）復(fù)位或已使用一段時(shí)間。 ?選擇的測(cè)量頻率或頻率范圍超出了校準(zhǔn)的范圍。 ?在某一個(gè)模式下改變了固定的中頻。 ?改變了頻率模式和測(cè)量模式。 ?校準(zhǔn)以后溫度有較大的變化。 ?輸入信號(hào)電平不能大于校準(zhǔn)時(shí)的輸入衰減器范圍

33、。 ?出現(xiàn)非法結(jié)果并顯示“XX”時(shí)。 ?右下角有顯示“Uncorr”。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期45 典型器件特性測(cè)量簡(jiǎn)介（續(xù)1） （5）顯示測(cè)量結(jié)果（5）顯示測(cè)量結(jié)果。 ?可利用的顯示格式特點(diǎn)有： ?圖表、表格和數(shù)值顯示模式。 ?顯示一個(gè)圖表或同時(shí)顯示兩個(gè)圖表。 ?一個(gè)顯示圖表的縮放。 ?在同一個(gè)圖表上顯示兩個(gè)類型的結(jié)果。 ?標(biāo)記可以搜索軌跡。 ?顯示一個(gè)現(xiàn)有的軌跡或一個(gè)存儲(chǔ)的軌跡或兩個(gè)都顯 示。 ?存儲(chǔ)現(xiàn)有軌跡的數(shù)據(jù)到存儲(chǔ)器。 ?開(kāi)關(guān)網(wǎng)格和顯示標(biāo)注。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期46 10.4.1 基本放大器噪聲測(cè)量

34、?基本LNA的技術(shù)指標(biāo)： ?測(cè)量的頻率范圍：1.0 GHz 到2.0 GHz。 ?對(duì)于基本測(cè)量，NFA的 Meas Mode 是缺省設(shè)置，即： DUT: Amplifier； System Downconverter: Off。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期47 基本放大器噪聲測(cè)量連接 ?右圖是使用 346A/B/C通用 噪聲源； ?若使用SNS噪 聲源，則需利 用SNS噪聲源 連接器。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期48 進(jìn)行NFA校準(zhǔn) （1）接通儀器的電源。為了保證測(cè)量精度，建議 儀器預(yù)熱至少一小時(shí)。缺省設(shè)置 Alignme

35、nt （On）。 （2）返回NFA的工廠缺省模式。按 System， More 1 of 3，Power On/Preset，Preset （Factory）。按綠色的 Preset。 （3）輸入噪聲源的ENR數(shù)值。按 ENR，ENR Mode（Table），Common Table（On），ENR Table。（頻率范圍為1.0 GHz 到 2.0 Hz ） 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期49 進(jìn)行NFA校準(zhǔn)（續(xù)1） （4）設(shè)置頻率參數(shù)。按 Frequency/Points，F(xiàn)req Mode （Sweep），Start Freq （1.0 GHz）， Sto

36、p Freq （2.0 GHz）， Points （15）（max 401）。 （5）設(shè)置帶寬和平均功能。按 Averaging/Bandwidth， Averaging （On），Averages （5）（max 999）， Average Mode （Point）， Bandwidth （4 MHz）。 （6）若需要，設(shè)置最大和最小的輸入衰減。按 Corr， Input Cal。缺省的是Min RF Atten（0 dB） 和 Max RF Atten（20 dB）。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期50 進(jìn)行NFA校準(zhǔn)（續(xù)2） （7）對(duì)于通用噪聲源346，噪

37、聲源的輸入連接 NFA的 28V OUTPUT 端口（利用BNC電纜），噪 聲源的輸出連接 INPUT 50 端口。對(duì)于SNS 噪聲源，噪聲源的輸入連接 SNS Series Noise Source 端口(利用1173A電纜)，噪聲源 的輸出連接INPUT 50 端口。 （8）按 Calibrate兩次，開(kāi)始校準(zhǔn)（請(qǐng)等待！ 屏幕顯示校準(zhǔn)過(guò)程）。可以給出圖表和表格兩 種結(jié)果。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期51 進(jìn)行NFA校準(zhǔn)（續(xù)3） ?下圖是使用346A/B/C通用噪聲源；若使用SNS噪聲源，則 需利用SNS噪聲源連接器。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李

38、國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期52 進(jìn)行NFA校準(zhǔn)（續(xù)4） ?校準(zhǔn)結(jié)果的圖表表 示如下： ?因?yàn)闆](méi)有DUT， 所以校準(zhǔn)后顯 示Corr，增益 和噪聲系數(shù)接 近0dB。 ?因?yàn)橛休斎朐?聲，所以在0dB 上下波動(dòng)。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期53 進(jìn)行NFA校準(zhǔn)（續(xù)5） ?校準(zhǔn)結(jié)果的表格表示如下： 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期54 進(jìn)行測(cè)量 ?斷開(kāi)噪聲源與NFA的50輸入端的連接。 ?連接DUT到NFA的50輸入端。 ?連接噪聲源到DUT（使用346A/B/C通用噪聲源）。如下圖所示。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有

39、華2005春季學(xué)期55 進(jìn)行測(cè)量（續(xù)1） ?如果噪聲源和DUT已經(jīng)連接好，測(cè)量結(jié)果就以表格的方式顯示出來(lái)。 若沒(méi)有顯示，按 Restart。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期56 進(jìn)行測(cè)量（續(xù)2） ?按 Format，Graph。測(cè)量結(jié)果以圖表的方式顯示出來(lái)。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期57 10.4.2 頻率變換器件的噪聲測(cè)量 ?實(shí)現(xiàn)頻率變換器件的噪聲測(cè)量的主要步驟： （1）測(cè)量準(zhǔn)備（選擇噪聲源、LO、濾波器和前 置放大器）。 （2）設(shè)置測(cè)量頻率方案（固定IF和固定LO、固 定IF和可變LO、固定LO和可變IF、邊帶選擇）。

40、（3）幾種測(cè)量模式分析（放大器、下變頻和上 變頻）。 （4）測(cè)量舉例（放大器測(cè)量、利用固定IF和可 變LO的下變頻測(cè)量、利用固定LO和可變IF的下 變頻測(cè)量）。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期58 1。測(cè)量準(zhǔn)備 ?選擇噪聲源 ?選擇LO ?選擇濾波器 ?選擇前置放大器 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期59 選擇噪聲源 ?選擇噪聲源： ?346B、346C、N4001A和N4002A可測(cè)噪聲系數(shù)高達(dá)30dB。 ?346A和N4000A可測(cè)噪聲系數(shù)高達(dá)20dB。 ?建議低ENR的噪聲源（346A和N4000A）用于低噪聲系數(shù)器件的測(cè)量。

41、 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期60 選擇LO的標(biāo)準(zhǔn) ?選擇LO的標(biāo)準(zhǔn)：選擇LO的標(biāo)準(zhǔn)： ?頻率范圍要適合DUT的頻率范圍、IF范圍和邊帶選 擇。 ?有足夠的功率來(lái)驅(qū)動(dòng)混頻器（典型值+7dBm）。 ?噪聲性能。 ?GPIB的連通性。 ?SCPI的兼容性。 ?在大多數(shù)情況下，Agilent（或其它公司）的高性能的 信號(hào)發(fā)生器或頻率綜合器都可以作為NFA的LO使用。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期61 選擇LO的標(biāo)準(zhǔn)：LO的噪聲性能 ?LO的噪聲性能很重要，這是因?yàn)樾盘?hào)發(fā) 生器或頻率綜合器的相位噪聲、頻譜純 度和噪聲平臺(tái)都會(huì)影響到NF

42、A的測(cè)量結(jié)果。 ?當(dāng)使用信號(hào)發(fā)生器或頻率綜合器時(shí)，為 了得到NFA精確的測(cè)量結(jié)果，需要使用濾 波器。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期62 選擇LO的標(biāo)準(zhǔn)：LO的GPIB控制 ?NFA的后面板有兩個(gè)GPIB端口：NFA可由LO GPIB端口控 制LO； ?需要連接NFA和LO后面板的10MHz時(shí)基的輸入和輸出端 口，NFA的輸出端口接到LO的輸入端口。 ?NFA也可以利用幾個(gè)SCPI命令來(lái)設(shè)置LO的參量，例如： 頻率和幅度。LO的GPIB命令定位在System， External LO，LO Commands。 ?舉例：FREQ 10000000HZ表示設(shè)置LO的

43、頻率為10MHz； POW 7DBM表示設(shè)置LO的幅度。 ?NFA的輔助命令設(shè)置LO的工作狀態(tài)，例如：缺省為 OUTP:STAT:ON表示設(shè)置LO的RF為ON狀態(tài)。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期63 頻率轉(zhuǎn)換DUT的穿透（feedthrough）效應(yīng) ?當(dāng)進(jìn)行頻率變換器件的噪聲測(cè)量時(shí)，NFA的校準(zhǔn)是不包 括LO的。 ?NFA的輸入衰減器是根據(jù)校準(zhǔn)時(shí)的測(cè)量功率來(lái)自動(dòng) 設(shè)置的。 ?LO的功率是遠(yuǎn)大于DUT的輸入信號(hào)功率，當(dāng)LO的頻 率在NFA的測(cè)量頻率范圍內(nèi)，則在DUT的輸出端口的 LO泄漏是大于信號(hào)電平的，這會(huì)使NFA的輸入衰減 器改變輸入范圍，從而影響測(cè)量精度

44、。 ?為了防止LO的泄漏，需要在NFA的輸入端增加濾波 器。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期64 選擇濾波器 ?噪聲測(cè)量時(shí)，需要濾波器。實(shí)際需要的濾波器取決于 測(cè)量類型和外接元件的需要。 ?舉例如下 ?位置A：在單邊帶測(cè)量時(shí)濾波器是需要的，濾除不 希望的邊帶。 ?位置B：如果測(cè)量時(shí)使用LO時(shí)濾波器是需要的，濾 除來(lái)自LO會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的信號(hào)。 ?位置C：需要濾波器，可以濾除來(lái)自LO的泄漏或DUT 的不希望信號(hào)。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期65 需要的濾波器 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期66 選

45、擇前置放大器 ?如果DUT增益很小、沒(méi)有增益或測(cè)量系統(tǒng)有很 高的噪聲系數(shù)，就需要低噪聲前置放大器。 ?這個(gè)前置放大器應(yīng)具有足夠高的增益，以超過(guò) DUT的噪聲系數(shù)。 ?這個(gè)前置放大器的增益受限于NFA的動(dòng)態(tài)范圍。 ?連接前置放大器到噪聲源，校準(zhǔn)時(shí)應(yīng)包括前置 放大器。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期67 2。設(shè)置測(cè)量頻率方案 ?固定IF和固定LO、固定IF和可變LO、固定LO和可變IF、邊帶選擇。 ?進(jìn)行噪聲系數(shù)和增益測(cè)量時(shí)，一般都是掃頻測(cè)量的，可分成RF（輸入 到DUT）、IF（從DUT輸出）和LO。 ?注意： ?三端口是：RF（輸入到 DUT）、IF（從DUT輸

46、出） 和LO。 ?對(duì)于下變頻，IF是小于RF， LO可大于或小于RF。 ?對(duì)于上變頻，IF是大于RF， LO可大于或小于RF。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期68 設(shè)置測(cè)量頻率方案 ?固定IF和固定LO：NFA提供固定IF和固定LO設(shè)置的測(cè)量。 ?固定IF和可變LO： ?利用固定IF和可變LO是為了研究DUT的RF響應(yīng)。 ?LO是掃描模式，并與輸入信號(hào)RF同步，NFA的中頻 IF是固定的。NFA是對(duì)LO的掃描頻率校準(zhǔn)的。 ?固定LO和可變IF： ?利用固定LO和可變IF是為了研究DUT的IF響應(yīng)。 ?LO是固定的，NFA的中頻IF是掃描模式，并與輸入 信號(hào)RF同

47、步。NFA是對(duì)IF的掃描頻率校準(zhǔn)的。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期69 邊帶選擇 ?簡(jiǎn)單混頻器的輸出是輸入RF信號(hào)和LO信號(hào)的和頻和差頻。 ?換句話說(shuō)，即輸出信號(hào)IF（NFA的輸入帶寬內(nèi)）都是由兩個(gè)輸入信 號(hào)RF（LSB和USB）和LO信號(hào)轉(zhuǎn)換而來(lái)的。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期70 邊帶選擇（續(xù)1） ?由于噪聲源是寬帶的，所以簡(jiǎn)單混頻器的噪聲是 由LO的上、下邊帶噪聲信號(hào)轉(zhuǎn)換到IF帶寬內(nèi)（由 NFA調(diào)諧控制的）而來(lái)的。 ?NFA接受的噪聲是上述兩部分的功率，這就是雙 邊帶DSB（double sideband）功率，濾除一

48、個(gè)邊 帶就是單邊帶SSB（single-sideband）功率。 ?NFA可以配置成單邊帶或雙邊帶測(cè)量，但需要選 擇特定的測(cè)量類型。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期71 雙邊帶測(cè)量 ?DSB測(cè)量比SSB測(cè)量容易，因?yàn)闊o(wú)需使用 像頻抑制濾波器。 ?測(cè)量的結(jié)果是LO+IF和LO-IF噪聲系數(shù)的 平均值，上、下邊帶無(wú)法分開(kāi)。 ?建議DSB測(cè)量應(yīng)用在： ?需要DSB測(cè)量時(shí)； ?DUT是寬帶時(shí)； ?構(gòu)建SSB系統(tǒng)很困難時(shí)； ?沒(méi)有可利用的SSB濾波器時(shí)。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期72 單邊帶測(cè)量 ?SSB測(cè)量比DSB測(cè)量更精確，但是設(shè)

49、置更 困難。 ?必須使用濾波器，濾除不希望的邊帶。 ?如果使用濾波器，則濾波器的損耗必須 已知，且必須要由NFA進(jìn)行補(bǔ)償。 ?建議SSB測(cè)量應(yīng)用在： ?需要SSB測(cè)量時(shí)； ?DUT是窄帶時(shí)； ?有可利用的SSB濾波器時(shí)。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期73 3。幾種測(cè)量模式分析 ?放大器測(cè)量模式分析 ?下變頻測(cè)量模式分析 ?上變頻測(cè)量模式分析 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期74 放大器測(cè)量模式分析 ?當(dāng)DUT的測(cè)量頻率在NFA的頻率范圍之內(nèi)，這就 是上述的基本放大器測(cè)量模式。 ?當(dāng)DUT的測(cè)量頻率超過(guò)了NFA的頻率范圍 （N897

50、3A是3.0 GHz），則需要下變頻到IF，下 變頻可使用標(biāo)準(zhǔn)的混頻器，參見(jiàn)下圖。 ?這時(shí)有可變LO和固定IF測(cè)量模式、可變IF和固 定LO測(cè)量模式。 ?測(cè)量高增益器件時(shí)需要衰減器，這是為了保護(hù) NFA的輸入端口。 ?可以利用NFA的損耗補(bǔ)償?shù)墓δ軄?lái)補(bǔ)償損耗。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期75 放大器測(cè)量模式分析（續(xù)1） ?右圖是使用 346A/B/C通用 噪聲源； ?若使用SNS噪 聲源，則需利 用SNS噪聲源 連接器。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期76 放大器測(cè)量模式分析（續(xù)2） 可變LO和固定IF測(cè)量模式可變LO和固定I

51、F測(cè)量模式 ?LO必須連接到NFA后面板 上的 LO GPIB端口。 ?噪聲源是直接連接到混頻 器的輸入端，用戶校準(zhǔn)是 在RF頻率上進(jìn)行的。 ?DUT如右圖插入即可測(cè)量。 ?SSB測(cè)量需要增加濾波器。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期77 可變LO和固定IF： 下邊帶測(cè)量 放大器測(cè)量模式分析：放大器測(cè)量模式分析： ?轉(zhuǎn)換方程：LO=RF+IF， IF是10MHz。 ?設(shè)置：RF：200MHz 290MHz； LO：210MHz 300MHz。 ?RF總是小于LO，是下邊帶測(cè)量（上邊帶被濾除）。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期78 可

52、變LO和固定IF： 上邊帶測(cè)量 放大器測(cè)量模式分析：放大器測(cè)量模式分析： ?轉(zhuǎn)換方程：LO=RF-IF， IF是10MHz。 ?設(shè)置：RF：200MHz 290MHz； LO：190MHz 280MHz。 ?RF總是大于LO，是上邊帶測(cè)量（下邊帶被濾除）。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期79 可變LO和固定IF： 雙邊帶測(cè)量 放大器測(cè)量模式分析：放大器測(cè)量模式分析： ?轉(zhuǎn)換方程：LO=RF， IF是10MHz。 ?設(shè)置：RF：200MHz 290MHz； LO：200MHz 290MHz。 ?RF總是與LO相同，是雙邊帶測(cè)量（沒(méi)有濾波器）。 射頻電路測(cè)試原理清華

53、大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期80 放大器測(cè)量模式分析（續(xù)3） 可變IF和固定LO測(cè)量模式可變IF和固定LO測(cè)量模式 ?LO可由NFA控制（GPIB） 或手動(dòng)控制。 ?需要SSB濾波器。 ?噪聲源是直接連接到混 頻器的輸入端（包括 SSB濾波器），用戶校 準(zhǔn)是在RF頻率上進(jìn)行的。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期81 下變頻測(cè)量模式分析 ?當(dāng)DUT就是頻率變換器件時(shí)，其測(cè)量頻率在NFA 的工作頻率范圍之內(nèi)。參見(jiàn)下圖。 ?可變LO和固定IF。 ?LO必須連接到NFA后面板的 LO GPIB端口。 ?噪聲源是直接連接到DUT的輸入端，作為RF信 號(hào)。 ?用

54、戶校準(zhǔn)是在固定的IF上進(jìn)行的，校準(zhǔn)時(shí)拿走 DUT。 ?DUT如圖插入即可測(cè)量。 ?SSB測(cè)量需要增加濾波器。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期82 下變頻測(cè)量模式分析（續(xù)1） ?可變LO和固定IF 測(cè)量模式 可變LO和固定IF 測(cè)量模式 ?右圖是使用 346A/B/C通用噪 聲源； ?若使用SNS噪聲源， 則需利用SNS噪聲 源連接器。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期83 可變LO和固定IF： 下邊帶測(cè)量 下變頻測(cè)量模式分析：下變頻測(cè)量模式分析： ?轉(zhuǎn)換方程：LO=RF+IF， IF是10MHz。 ?設(shè)置：RF：200MHz 290

55、MHz； LO：210MHz 300MHz。 ?RF總是小于LO，是下邊帶測(cè)量（上邊帶被濾除）。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期84 可變LO和固定IF： 上邊帶測(cè)量 下變頻測(cè)量模式分析：下變頻測(cè)量模式分析： ?轉(zhuǎn)換方程：LO=RF-IF， IF是10MHz。 ?設(shè)置：RF：200MHz 290MHz； LO：190MHz 280MHz。 ?RF總是大于LO，是上邊帶測(cè)量（下邊帶被濾除）。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期85 可變LO和固定IF： 雙邊帶測(cè)量 下變頻測(cè)量模式分析：下變頻測(cè)量模式分析： ?轉(zhuǎn)換方程：LO=RF， IF

56、是10MHz。 ?設(shè)置：RF：200MHz 290MHz； LO：200MHz 290MHz。 ?RF總是與LO相同，是雙邊帶測(cè)量（沒(méi)有濾波器）。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期86 下變頻測(cè)量模式分析（續(xù)2） 可變IF和固定LO測(cè)量模式可變IF和固定LO測(cè)量模式 ?LO可由NFA控制（GPIB）或手 動(dòng)控制。 ?噪聲源是直接連接到DUT的輸 入端。 ?用戶校準(zhǔn)是在固定的IF上進(jìn) 行的，校準(zhǔn)時(shí)拿走DUT。 ?需要SSB濾波器。 ?右圖是使用346A/B/C通用噪 聲源； ?若使用SNS噪聲源，則需利用 SNS噪聲源連接器。 射頻電路測(cè)試原理清華大學(xué)電子工程系李國(guó)林雷有華2005春季學(xué)期87 上變頻