噪声系数的含义和测量方法
噪声系数的含义和测量方法
噪声系数的含义
噪声系数是用来描述一个系统中出现的过多的噪声量的品质因数。把噪声系数降低到最小的程度可以减小噪声对系统造成的影响。在日常生活中，我们可以看到噪声会降低电视画面的质量，也会使无线通信的话音质量
变差;在诸如雷达等的军用设备中，噪声会限制系统的有效作用范围;在数字通信系统中，噪声则会增加系统的误码率。电子设备的系统设计人员总是在尽最大努力使整个系统的信噪比(SNR)达到最优化的程度，为了达到这个目的，可以用把信号提高的办法，也可以用把噪声降低的办法。在像雷达这样的发射接受系统中，提高信噪比的一种方法是用更大的大功率放大器来提高发射信号的功率，或使用大口径天线。降低在发射机和接收机之间信号传输路径上对信号的衰耗也可以提高信噪比，但是信号在传输路径上的衰耗大都是由工作环境所决定的，系统设计人员控制不了这方面的因素。还可以通过降低由接收机产生的噪声—通常这都是由接收机前端的低噪声放大器(LNA)的质量决定的—来提高信噪比。与使用提高发射机功率的方法相比，降低接收机的噪声(以及让接受机的噪声系数的指标更好)的方法会更容易和便宜一些。
噪声系数的定义是很简单和直观的。一个电子系统的噪声因子(F)的定义是系统输入信号的信噪比除以系统输出信号的信噪比:
F=(Si/Ni)/(So/No)
Si=输入信号的功率
So=输出信号的功率
Ni=输入噪声功率
No=输出噪声功率
把噪声因子用分贝(dB)来表示就是噪声系数(NF)，NF=10*log(F)。
这个对噪声系数的定义对任何电子网络都是正确的，包括那些可以把在一个频率上的输
入信号变换为另外一个频率的信号再输出的电子网络，例如上变频器或下变频器。
为了更好地理解噪声系数的定义，我们来看看放大器的例子。放大器的输出信号的功率等于放大器输入信号的功率乘以放大器的增益，如果这个放大器是一个很理想的器件的话，其输出端口上噪声信号的功率也应该等于输入端口上噪声信号的功率乘以放大器的增益，结果是在放大器的输入端口和输出端口上信号的信噪比是相同的。然而，实际情况是任何放大器输出信号的噪声功率都比输入信号的噪声功率乘以放大器的增益所得到的结果大，也就是说放大器输出端口上的信噪比要比输入端口上的信噪比小，即噪声因子F要大于1，或者说噪声系数NF要大于0dB。
在测量并比较噪声系数的测量结果时，非常重要的是要注意我们在测量的过程中是假定测量系统能够在被测器件(DUT)的输入端口和输出端口上提供非常完美的50Ω的负载条件。可是在实际测量中，这样完美的条件永远不会存在。稍后我们会讨论如果测量系统不是很完美的50Ω系统会对噪声系数的测量精度造成怎样的影响。同时，我们也会看到各种校准和测量方法是怎么克服因为不是很完美的50Ω的源匹配而造成的测量误差的。
图1器件对信号的处理过程
另一种用来表达由一个放大器或系统引入的附加噪声的术语是有效输入温度(Te)。为了理解这个参数，我们需要先看一下无源负载所产生的噪声的量的表达方式—kTB，其中k 是玻尔兹曼常数，T是以开尔文为单位的负载的温度，B是系统带宽。因为在某个给定的带宽内，器件产生的噪声和温度是成正比的，所以，一个器件所产生的噪声的量可以表示为带
宽归一化为1Hz的等效噪声温度。例如，一个从市场上可以买到的超噪比(ENR)为15dB的噪声源产生的电噪声可以等效表示为温度为8880K的负载。任何一个实际器件的噪声系数都可以表示为一个有效输入噪声温度。显然Te不是放大器或变频器的实际物理温度，它是与一个(噪声为零的)完美器件相连的在输出端会产生同样大小的附加噪声的输入负载的等效温度(单位为开尔文)，Te与噪声因子的关系是:
Te=290*(F-1)
虽然大部分低噪声放大器(LNA)的特性是用噪声系数来描述的，但是当LNA的噪声系数小于1时，就会经常用Te来描述它的噪声特性。在做涉及到噪声功率的计算时，Te也是一个很有用的参数。
噪声系数测量方法
主要有两种测量噪声系数的方法。最常用的是所谓Y因子法或冷热源法，安捷伦科技的噪声系数分析仪和频谱分析仪都是用这种方法测量噪声系数。
Y因子法使用经过校准的由特制的可以打开和关闭的噪声二极管组成的噪声源，在噪声源的后面还有一个用来提供较好的输出匹配的衰减器，如图2所示。当二极管被关闭，也即没有偏置电流存在的时候，噪声源对于被测器件来说所呈现的是一个温度为室温的负载。当二极管被反向偏置的时候，它所产生的雪崩效应会产生一个超过负载在室温环境下所产生的噪声的电噪声，这个额外产生的噪声的量被表征为“超噪比”(即ENR)。对于一个给定的噪声源，ENR的值会随着频率的变化而变化。根据噪声源内部衰减器的情况的不同，典型噪声源的ENR的额定值的范围在5dB到15dB之间。使用噪声源可以在被测器件的输出端口得到两个噪声功率的测量结果，然后，这两个测量结果的比值—被称之为Y因子—可以用来计算噪声系数。使用Y因子法进行测量还可以产生被测器件的标量增益的测量结果。
图2超噪源的原理图
第二种测量噪声系数的方法是冷源法，有时也把这种方法叫做直接噪声测量法—在被测器件的输入端口连接一个冷(通常是室温的)负载，另外再单独测量被测器件的增益。使用矢量网络分析仪(VNA)测量噪声系数就经常采用冷源法，因为这可以使我们在测量放大器或变频器时，只需要把被测器件与仪表进行一次连接，就可以完成诸如S参数、增益压缩、噪声系数等多项指标的测试。
Y因子法
我们在这里要仔细看一下Y因子法。使用噪声源我们可以得到两个噪声功率的测量果:一个是在噪声源处在冷(噪声二极管是关闭的)状态下得到的，另一个是在噪声源处在热(噪声二极管是打开的)状态下得到的。从这两个测量结果和噪声源已知的ENR的值我们就可以计算出两个变量的结果—被测放大器的标量增益和噪声系数。
在对被测器件进行测量的同时，测量仪表中噪声测量接收机的噪声也会被测量到。为了把这部分附加的噪声从测量结果中去除掉，在测量开始之前需要进行校准，校准的过程就是
把噪声源与测量仪表连接起来，测量仪表内噪声测量接收机的噪声系数。经过校准之后，使用一个简单的数学表达式就可以把被测器件的噪声系数从全部整个系统的噪声测量结果中提取出来。这一步骤被叫做第二级噪声校准，这是因为被测器件噪声系数的测量结果是基于测试系统第二级—测试仪表的噪声测量接收机—的增益和噪声系数的值进行校准的。
如果我们把一个放大器输出的噪声功率与其输入噪声功率的关系画成图的话，只要这个放大器是线性的，那么这个关系就会遵循一条直线的关系，如图3所示。对于低噪声放大器来说，这是一个很好的假设，因为它们的目的就是放大小信号，它们工作在远离放大器压缩区的区域。即便是输入噪声为零的情况下，由于放大器内部有源电路自身会产生噪声的机理，在放大器的输出端口上还是会有一定量的噪声存在。这个由放大器自身所产生的噪声就是噪声系数测量中所要标定的量。从图中我们就可以清楚而容易地看出，为什么在求解放大器的增益(直线的斜率)和噪声系数(在Y轴上的截点)这两个参数时需要使用两个噪声功率的测量结果。
图3Y因子测量法的图解
冷源法
我们来仔细地看看使用冷源法测量噪声系数的技术。冷源法的技术在概念上是很简单的，被测器件的输入端始终在室温(所谓的“冷”负载)温度，只做噪声功率的测量，测量得到的噪声是被放大了的输入噪声再加上放大器或变频器所贡献的噪声。如果可以非常精确地知道放大器的增益(或变频器的变频增益)，那么就可以从测量结果中把被放大的输入噪声去掉，只留下由被测器件产生的噪声，由此就可以计算出噪声系数。为了能够在冷源法测量中得到很精确的测量结果，我们必须要在非常精密的程度上知道被测器件的增益。矢量网络分析仪使用2端口矢量误差校准技术和其它先进的校准方法可以达到冷源测量法所需要的精度等级，因此，冷源法是非常适合于用矢量网络分析仪测量噪声系数的。
和使用Y因子法测量噪声系数的方法一样，冷源法也需要一个校准步骤来表征仪表内噪声测量接收机的噪声系数和增益。和冷源法一样，这一步骤也需要一个噪声源来完成;或者也可以使用一个功率计做扫频测量来获得接收机的有效噪声带宽。在这里需要主意的是，冷源法测量中所使用的噪声源或功率计只是在校准时才用到，校准之后再对被测器件进行测试时就不再需要了。
图4是输出噪声功率与输入噪声功率的关系图，在这里，我们可以单独测量被测器件的增益而得到这条直线的斜率。接下来只需要做一次功率的测量就可以确定这条直线和Y 轴的交点，从而确定该直线在图中的位置，这样就可以从中推演出被测器件的噪声系数。
图4冷源测量法的图示
需要主意的是，当用矢量网络分析仪测量被测器件的增益时可以使用矢量误差校准，这样得到的增益的测量结果会比用Y因子法测量得到的结果更精确。矢量校准需要对被测器件的四个S参数都进行测量，这需要网络仪做正向和反向两次扫描测量。在后面我们将会讨论怎样用被测器件的S11和S22经过校准的测量结果来校准测量结果中的其它误差项。冷源法测量放大器噪声系数的技术已经被进一步开发使之能够用于测量输入信号的频率和输出信号的频率不一样的变频器件的噪声系数。
测量结果的不确定性
有几个关键因素会影响到整个噪声系数测量结果的不确定性。选择噪声系数测试方案时，非常重要的一点是要选择一种能把影响整个噪声系数不确定性诸因素中最主要因素的影响降低到最小的方法。
这些可以影响噪声系数测量结果不确定性的因素，有一部分可在仪表的技术指标中找到，例如仪表本身测试结果的不确定性、超噪声比(ENR)的不确定性和抖动等。而其它因素则取决于测试系统与DUT之间的相互作用。例如，由于系统源匹配的不完善(偏离理想的50
欧姆)，就会有两种误差来源。第一个为失配误差，这会导致测试系统与DUT之间的能量传送不理想。第二个误差源则来自于DUT内部产生的噪声与从DUT一侧看到的源匹配(Γs)之间的相互作用。下图比较了Y因子方法与冷噪声源方法(PNA-X所用的方法)之间噪声系数测量结果的不确定性。在这个例子中放大器的噪声系数为3dB，增益为15dB，输入和输出匹配为10dB，其噪声参数也是比较适中的(Fmin=2.8dB、Γopt=0.27+j0和Rn=37.4)。
对于Y因子方法，在计算噪声系数测试结果的不确定性时考虑了两种不同的情况:一种情况是噪声源与DUT直接连接;另一种情况是在噪声源和DUT之间有一个电网络—用它来仿真自动测试系统(ATE)中所用到的各种开关和测试电缆，以便把它们带来的损耗在测试结果中校准掉。在这个以PNA-X为例的示意中包也括了ATE网络。
图5导致测试结果不确定性的因素
使用Y因子方法，主要的误差来源是噪声源与DUT之间的失配，以及DUT产生的噪声与测试系统之间的相互作用。如果在测试环境中增加了ATE网络(在噪声源与DUT之间增加了一个电网络—主要是开关和测试电缆)则会导致更大的误差。使用PNA-X的基于源校准的
冷噪声源方法，最大的误差来源是噪声源的ENR的不确定性，在校准的过程中，它会影响PNA-X的内部噪声接收机的测量结果。
相位噪声的含义和测量方法
相位噪声的含义
相位噪声是对信号时序变化的另一种测量方式，其结果在频率域内显示。用一个振荡器信号来解释相位噪声。如果没有相位噪声，那么振荡器的整个功率都应集中在频率f=fo处。但相位噪声的出现将振荡器的一部分功率扩展到相邻的频率中去，产生了边带(sideband)。从下图中可以看出，在离中心频率一定合理距离的偏移频率处，边带功率滚降到1/fm，fm 是该频率偏离中心频率的差值。
相位噪声通常定义为在某一给定偏移频率处的dBc/Hz值，其中，dBc是以dB为单位的该频率处功率与总功率的比值。一个振荡器在某一偏移频率处的相位噪声定义为在该频率处1Hz带宽内的信号功率与信号的总功率比值。
图1相位噪声的含义
主要的相位噪声测量方法
1.直接频谱测量方法
这是最简单最经典的相位测量技术。如图2所示，将被测件(DUT)的信号输入频谱仪/信号分析仪，将信号分析仪调谐到被测件频率，直接测量振荡器的功率谱密度(f)。由于该方法对频谱密度的测量是在存在载波的情况下进行，因此频谱仪/信号分析仪的动态范围对测量范围有较大影响。
虽然不太适合测量非常靠近载波的相位噪声，但该方法可以非常方便地快速测定具有相对高噪声的信号源质量。测量在满足以下条件时有效:
●频谱仪/信号分析仪在相关偏置时的本身SSB相位噪声必须低于被测件噪声。
●由于频谱仪/信号分析仪测量总体噪声功率，不会区分调幅噪声与相位噪声，被测件的调幅噪声必须远低于相位噪声(通常10dB即可)。
图2直接频谱测量方法
2.鉴相器测量方法
如果需要分离相位噪声和调幅噪声，则需使用鉴相器法进行相位噪声的测量。图3描述了鉴相器技术的基础概念。鉴相器可将两个输入信号的相位差转换为鉴相器输出端的电压。相位差设置为90°(正交)时，电压输出为0V。偏离正交的任何相位波动都将引发输出端的电压变化。
图3鉴相器工作原理
目前已根据鉴相器原理开发了多种测量方法。其中，参考信号源/PLL(锁相环)和鉴频器方法应用最广泛。
3.参考信号源/PLL测量方法
如图4所示，该方法是将双平衡混频器用作鉴相器。两个信号源，分别来自被测件和参考信号源，为混频器提供输入。调整参考信号源与被测件具有相同的载波频率(fc)，并设为额定相位正交(异相90°)。混频器的相加频率(2fc)将由低通滤波器(LPF)滤出，混频器的相减差频为0Hz(dc)，平均电压输出为0V。
该直流信号带有交流电压波动，该波动与两个输入信号的合成(总rms)噪声成比例。为了精确测量被测件信号的相位噪声，参考信号源的相位噪声应该低至可忽略水平，或者得到了很好的表征。基带信号通常会在放大
后输入基带频谱分析仪。
参考信号源/PLL方法提供最佳的总体灵敏度和最广泛的测量范围(例如0.01Hz至100MHz的频率偏置范围)。另外，该方法对AM噪声不敏感，并可以跟踪漂移信号源。但是该方法需要一个干净的可电子调谐参考
信号源，而且在测量高漂移率信号源时需要参考信号源必须具有宽的调谐范围。
图4参考信号源/PLL技术-基础方框图
4.鉴频器测量方法
鉴频器方法是鉴相技术的一种，该方法无需使用参考信号源。鉴频器方法降低了测量灵敏度(尤其在偏置频率靠近载波时)，但是当被测件是更大的噪声源，具有高电平、低速率的相位噪声或者邻近载频的杂散边带较高时，会影响鉴相器PLL技术的测量，鉴频器方法则非常适用。
图5显示的是使用延迟线的鉴频器方法。将被测件信号经功分器分到两路通道，一路信号相对于另一路信号产生延迟。延迟线将频率起伏转换为相位起伏。调整延迟线或移相器从而确保混频器(鉴相器)的两个输入相位正交。之后，鉴相器将相位波动转换为电压波动，电压波动以频率噪声形式在基带频谱分析仪上显示。随后，频率噪声转换为被测件的相位噪声读数。
图5鉴频器方法-基础方框图
较长的延迟线可提高灵敏度，但延迟线的插入损耗可能超过信号源功率，并且无法进一步改进。并且，较长延迟线会限制可测得的最大偏置频率。因此该方法非常适用于自由振荡信号源，例如LC振荡器或晶体振荡器。
5.外差(数字)鉴相器测量方法
外差(数字)鉴相器方法是模拟延迟线鉴相器方法的修改版，可以测量相对较大相位噪声的不稳定信号源和振荡器。相比PLL方法，该方法具有更宽的相位噪声测量范围，在任何频率上都不需要重新连接模拟延迟线。与上述鉴频器方法不同，其相位噪声测量的总体动态范围会受到LNA和ADC的限制。后面会介绍如何通过互相关技术来改善这一限制。
将延迟时间设置为零时，外差(数字)鉴相器方法还可以提供方便且精确的AM噪声测量，其设置和射频端口连接与进行相位噪声测量时相同。
该方法仅适用于Agilent E5052B信号源分析仪。参见图6显示的功能方框图。
图6外差(数字)鉴相器方法的方框图
6.双通道互相关测量技术
该技术结合了两个重复的单通道参考信号源/PLL系统，将各个通道的输出端之间进行互相关操作(如图7所示)。
图7双通道互相关技术结合两个鉴相器
通过每个通道的被测件噪声是相干的且不会受到互相关的影响;但是每个通道的内部产生的噪声不相干，并且通过互相关操作以M?(M是互相关级数)速率的降低。这可以表示为:
Nmeas=NDUT+(N1+N2)/M1/2
其中，Nmeas是显示屏显示的测得总噪声，NDUT是被测件噪声，N1和N2分别是通道1和通道2的内部噪声，M是互相关级数。
双通道互相关技术无需非常好的硬件性能，便可实现出色的测量灵敏度。但是，互相关级数增加会影响到测量速度。
环境噪音测量方法
环境噪音测量方法 一, 方法概要 本方法系使用符合我国国家标准(CNS 7129)1型噪音计(或称声度表)或国际标准或上述性能以上之噪音计,测量环境中噪音位准之方法. 二, 适用范围 本测量方法适用於一般环境及固定性噪音发生源或移动性扩音设施之噪音位准测量. 三, 干扰 (一) 气象条件,地形,地面情况:噪音之传播会受到气象条件,地形,地面情况等之影响,故测量噪音时需记录天气,测量点附近之风向,风速,温度,相对湿度等之气象条件及地形,地面情况. (二) 由风产生噪音的影响:噪音计之声音感应器直接受到强风时,因风切作用而产生杂音(称为风杂音),严重时无法测量正确值,故在室外测定时,可能会产生风杂音时需加装防风罩.但防风罩也有其可使用范围,如超过使用范围时,应停止测量. .四, 仪器及设备 1.测定器:符合我国国家标准(CNS 7129 C7143)1型之噪音计(以下简称噪音计)或国际电工协会标准Class 1噪音计或上述性能以上之噪音计;原则上以噪音计之听感修正回路A加权测定之. 2. 防风罩(W indscreen):为减少声音感应器测量时风造成之影响,因此必须加套防风罩,其材质一般是由多孔性聚乙烯制成,其可容许风速范围由材料,结构,大小而定. 五, 噪音计使用方法
听感修正回路或称频率加权(Frquency-weighting"A"):本测量方法原则上以听感修 正回路A加权测定之,惟测量时应注记现场测量时所使用之加权名称. 六, 结果处理 (一) 测量报告须列出下列各项: 1, 测量人员姓名,服务单位. 2, 测量日期,测量时间,动特性. 3, 气象状态(风向,风速,气温,大气压力,相对湿度及最近降雨日期). 4, 测量结果. 5, 适用之标准 6, 测量位置(测量点及其高度,声音感应器高度等)与音源相对位置及距离,附简图 及照片,周围之情况(周围之建筑物,地形,地貌,防音设施等,附简图). 7, 噪音发生源之种类与特徵. 8, 测量方法(噪音计(含声音校正器)厂牌,型号,序号,噪音计动特性,取样的时距与 次数及其校正纪录与检定,校正有效期限等). 9, 其他(特殊音源之特性及其随时间变化性,可能影响测量结果之因素等). 10, 测量 期间噪音原始数据应存档备查. 实验数据 XuHao Leq l5 L10 L50 L90 L95 SD LEA 84 69.6 74.7 71.5 69.5 68.4 68.1 1.6 94.4 85 66.8 78.9 69.7 64.2 63.6 63.5 3.8 91.6 Lmax Lmin E 测定时间日期 80.7 68.2 0 0h5m0s 14-07-02 87.7 63.3 0 0h5m0s 14-07-02
校园噪声监测方案
南昌大学青山湖（南）校区环境噪声现状调查 学院南昌大学科学技术学院 专业 09环境工程 学生姓名黎磊峰 学号 7011109020 指导教师彭希珑 二O一一年十一月十
南昌大学青山湖（南）校区环境噪声现状调查一、校区概况 1，地理位置：南昌大学科学技术学院座落于英雄城南昌高校云集，人才济济的城东青山湖区（大概位于东经115'94''，北纬28'67''）。 2，地形、地貌：南昌市青山湖区地处鄱阳湖平原区的中部，境内地形开阔平坦，相对高差小，属赣抚河流冲积平积平原地貌。海拔高度一般在18—30米之间。 3，气象、气候：南昌市青山湖属亚热带季风湿润气候，具有四季分明，日照充足，雨量充沛，夏冬季短，无霜期长的气候特点。年降雨量1600至1700毫米，降水日147至157天，年平均暴雨日5.6天，年平均相对湿度为78.5%。年日照时间为1723至1820小时，日照率为40%，年平均风速2.3米每秒。年无霜期251至272天。冬季多偏北风，夏季多偏南风。 4，社会经济：2008年，全区三产结构比例为0.6：75.53：23.87产业体系进一步完善，竞争能力明显增强。一产在加速推进城郊经济向城市经济和边缘城区向中心城区的两个根本转变过程中,农业生产用地呈减少趋势,农业经济下降。二产主导地位更加突出，投资32亿元的南钢技改和10.6亿元的邦盛服装项目开工建设，投资10亿元的深圳兆驰项目已经启动。全区规模工业企业达到239家，其中销售收入超5000万元企业205家，超亿元企业95家，被授予“中国针织服装名城”称号。南昌大学科学技术学院，在2001年创办，学生大概20000人，老师大概500人。占地面积600亩，其中：青苑校区54
2_4GHz低噪声放大器的研究
第25卷第4期 杭州电子科技大学学报Vol.25,No.4 2005年8月Jo urnal of Ha ngzhou Dianzi Uni versi ty Aug.2005 2.4GHz 低噪声放大器的研究 潘少祠,官伯然 (杭州电子科技大学电子信息学院,浙江杭州310018) 收稿日期:2005-07-01 作者简介:潘少祠(1981-),男,广东佛冈人,本科毕业生,电子信息工程. 摘要:低噪声放大器是对来自天线的微伏级信号进行放大的射频接收端的放大模块。该低噪声放 大器主要由输入匹配网络、微波晶体管放大器和输出匹配网络组成。匹配网络采用微带线形式建 立,微波晶体管采用NPN 硅晶体管BFP420。利用Microwave Office 进行电路仿真和优化。该放大器 满足小信号放大器的指标要求,可以用于射频接入电路的前端。 关键词:无线接入射频电路;低噪声放大器;晶体管 中图分类号:TN722.3 文献标识码:A 文章编号:1001-9146(2005)04-0046-04 0 引 言 无线接入射频电路很多应用在小型设备或便携式电子产品中,如:笔记本,PDA,手机等;目的是实现设备之间的无线连接和信息交换。低噪声放大器在射频电路中是非常重要的。低噪声微波晶体管放大器已广泛地应用于宇宙通讯、雷达、电子对抗、遥测遥控、射电天文、大地测绘、微波通信、电视以及各种高精度的微波测量系统中的前端低噪声放大器,以完成对微弱信号的放大作用。因此,对低噪声微波晶体管放大器的基本要求是:噪声系数低、足够的功率增益、工作稳定可靠、足够的带宽和较大的动态范围等。此外,在不同的应用情况下,可能对其体积、重量、耗电量等等提出限制性要求。微波晶体管放大器还在向更高工作频率、低噪声、宽频带、集成化和标准化发展。本文主要是通过研究低噪声放大器的稳定性、噪声、增益,设计一个满足技术指标的低噪声放大器。放大器模块采用高增益低噪声NPN 晶体管B FP420设计,具有较低的噪声系数和合适的增益,在射频通信电路中能满足电路的要求。 1 低噪声放大器组成 低噪声放大器由输入匹配网络、微波晶体管放大器和输出匹配网络组成。匹配网络采用微带线、分支调节器和波长阻抗变换器建立。低噪声放大器的组成框图,如图1 所示。 图1 低噪声放大器组成框图 图1中,左边方框是输入匹配网络,其增益G S ;中间方框是晶体管网络,其增益G 0;右边框输出匹配网络,其增益G L 。选定晶体管和确定偏置后,在已定频率下的S 参数是确定的。然后再利用S 参数设
噪声测定实验教案
噪声测定实验 一实验目的 1掌握AWA5610C声级计的工作原理及其使用方法 2掌握AWA6270A噪声频谱分析仪的工作原理及其使用方法 二实验内容 1使用AWA5610C声级计测量噪音 2使用AWA6270A噪声频谱分析仪测量噪音 三实验原理 1 AWA5610C声级计的工作原理 工作原理是被测的声压信号通过传声器转换成电压信号，然后经衰减器、放大器以及相应的计权网络、滤波器，或者输入记录仪器，或者经过均方根值检波器直接推动以分贝标定 的指示表头。 2 AWA6270A噪声频谱分析仪的工作原理 工作原理是输入信号经衰减器直接外加到混波器,可调变的本地振荡器经与CRT同步的扫瞄产生器产生随时间作线性变化的振荡频率,经混波器与输入信号混波降频后的中频信号(IF)再放大,滤波与检波传送到CRT的垂直方向板。 四实验设备仪器 （一）AWA5610C声级计 AWA5610C型积分声级计是一种袖珍式智能化噪声测量仪 器，可广泛应用于环境噪声的测量与自动监测，也可用于劳动保 护、工业卫生及各种机器、车辆、船舶、电器等工业噪声测量。 本仪器采用了先进的数字检波技术，具有可靠性高、稳定性好、 动态范围宽等优点。 主要技术性能： 驻极体测试电容传声器，灵敏度： 1.传声器：Φ1 2.7mm(1/2”） 约40mV/Pa，频率范围：20Hz～12.5kHz。 2.测量范围：35～130dBA(以2×10-5Pa为参考，下同） 3.频率范围：20Hz～12.5kHz 4.频率计权：A计权 5.时间计权：快（F），慢（S） 图1 AWA5610C声级计 6.检波器特性：真有效值、峰值因数 3 7.准确度：2型 8.测量时间：手控、10s、1min、5min、10min、20min、1h、4h、8h、24h。 9.显示：4位LCD，直接显示测量结果Lp、Leq、Lmax、Lmin、Linst、Tm及日历年、月、日、时、分、秒等。 10.储存：60组数据，包括年、月、日、时、分、设定时间、测量经历时间、最大声级， 最小声级、等效声级。 11.输出接口：RS—232C，可接至微型打印机或计算机。
校园环境噪声监测报告
校园周边环境噪声污染源调查报告 班级： 日期： 1.调查目的 噪声监测作为环境监测中的一个重要因素和环境保护行业中的一项不可或缺的工作，是每一位环境专业的学生在大学学习阶段的必修课。一方面，它作为环境学科中专业课的基础课，另一方面它又是培养学生业务素质与能力的课程。 由于噪声普遍存在于人们的生活生产过程，一般情况下它并不致命，且与声源同时产生同时消失，噪声源分布很广，很难集中处理。由于噪声渗透到人们生产和生活的各个领域，且能够直接感受到它的干扰，不像物质污染那样只有产生后果才能受到重视，所以噪声往往是受到抱怨和控告最多的污染。为了便于系统的掌握噪声的相关理论，文中主要介绍了噪声的含义、来源、危害、度量及相关计算、监测方法、标准及评价。噪声的度量、噪声评
价量的正确选择、监测方法和标准是评价和控制噪声污染的基础，应很好掌握。 环境噪声与人们的生活密切相关，它影响人们的学习、工作和休息。学校是噪声的敏感区,噪声的增加对教学的影响是明显的。首先是对学生的影响,频繁出现的噪声会打断学生的听课和思考。其次教师则需放大嗓门,长此连续下去,教师不堪重负。再则,若教师为保证较长教学需要而保护嗓子,很多学生则听不清,影响了教学效果。据调查,有的学生将“听不清”、“睡眠不好”作为不上课的理由。所以有必要学校周边的噪声环境进行彻底的检测和评估，以保证教学楼、宿舍楼有很好的学习氛围和休息环境。 2.调查时间 测量时间为昼间（7：30—22：00）。昼间的规定时间内测得的等效声级分别称为昼间等效声级。 3.调查范围 由于学校周围主要是交通噪声的影响，根据《声环境质量标准》（GB3096-2008）附录B《声环境功能区监测方法》中城市交通噪声监测布点，并在此基础上根据实地环境进行调整选取比较具有代表性的点。由于仪器数量的限制整个航空港校区共分为三个点。 布点图 分工
噪声系数测量手册1：噪声系数定义及测试方法
噪声系数测量手册 Part 1. 噪声系数定义及测试方法 安捷伦科技：顾宏亮一.噪声系数定义 最常见的噪声系数定义是：输入信噪比/ 输出信噪比。它是衡量设备本身噪声品质的重要参数,它反映的是信号经过系统后信噪比恶化的程度。噪声系数是一个大于1的数，也就是说信号经过系统后信噪比是恶化了。噪声系数是射频电路的关键指标之一，它决定了接收机的灵敏度，影响着模拟通信系统的信噪比和数字通信系统的误码率。无线通信和卫星通信的快速发展对器件、子系统和系统的噪声性能要求越来越高。 输入信噪比SNR input=P i/N i 输出信噪比SNR output=P o/N o 噪声系数F =SNR input/SNR output通常用dB来表示NF= 10Log(F) 假设放大器是理想的线性网络，内部不产生任何噪声。那么对于该放大器来说,输出的功率Po以及输出的噪声No 分别等于Pi * Gain以及Ni*Gain。这样噪声系数=(Pi/Ni)/(Po/No)=1。但是现实中，任何放大器的噪声功率输出不仅仅有输入端噪声的放大输出，还有内部自身的噪声(Na)输出，下图为线性双端口网络的图示。 双端口网络噪声系数分析框图 Vs: 信号源电动势Rs: 信号源内阻
Ri: 双端口网络输入阻抗R L: 负载阻抗 Ni: 输入噪声功率Pi: 输入信号功率 No: 输出噪声功率Po: 输出信号功率 Vn: 该信号源内阻Rs的等效噪声电压Ro: 双端口网络输出阻抗 输出噪声功率: N o = N i * Gain + N a ; P o=P i * Gain 噪声系数= (P i * N o)/(N i* P o) = (N i * Gain + N a) /(N i * Gain)= 1 + Na/(N i * Gain) > 1 根据IEEE的噪声系数定义:The noise factor, at a specified input frequency, is defined as the ratio of (1) the total noise power per unit bandwidth available at the output port when noise temperature of the input termination is standard (290 K) to (2) that portion of (1) engendered at the input frequency by the input termination.” a.输入噪声被定义成负载在温度为290K下产生的噪声。 b.输入噪声功率为资用功率，也就是该负载(termination)能产生的最大功率。 c.假定了被测件和负载阻抗互为共轭关系. 如果被测件是放大器，并且噪声源阻抗为50ohm,那么假定了 该放大器的输入阻抗为50ohm。 综合上述的结论，我们可以这样理解噪声系数的定义:当输入噪声功率为290K温度下的负载所产生的最大功率情况下，输入信噪比和输出信噪比的比值。 资用功率指的是信号源能输出的最大功率,也可以称为额定功率。 信号源输出框图 只有当源的内阻和负载相等(复数互为共轭),源输出最大功率. P available= [V S/(R S+ R L)]2 * R L当R S= R L时候P available= V S2/(4*R S) 由此可见，资用功率是源的本身参数，它只和内阻以及电动势有关,和负载没有关系。
噪声测量三种方法
噪声系数测量的三种方法 本文介绍了测量噪声系数的三种方法：增益法、Y系数法和噪声系数测试仪法。这三种方法的比较以表格的形式给出。 前言 在无线通信系统中，噪声系数(NF)或者相对应的噪声因数(F)定义了噪声性能和对接收机灵敏度的贡献。本篇应用笔记详细阐述这个重要的参数及其不同的测量方法。 噪声指数和噪声系数 噪声系数有时也指噪声因数(F)。两者简单的关系为： NF = 10 * log10 (F) 定义 噪声系数(噪声因数)包含了射频系统噪声性能的重要信息，标准的定义为： 从这个定义可以推导出很多常用的噪声系数（噪声因数）公式。 下表为典型的射频系统噪声系数： *HG=高增益模式，LG=低增益模式
噪声系数的测量方法随应用的不同而不同。从上表可看出，一些应用具有高增益和低噪声系数(低噪声放大器(LNA)在高增益模式下)，一些则具有低增益和高噪声系数(混频器和LNA在低增益模式下)，一些则具有非常高的增益和宽范围的噪声系数(接收机系统)。因此测量方法必须仔细选择。本文中将讨论噪声系数测试仪法和其他两个方法：增益法和Y系数法。 使用噪声系数测试仪 噪声系数测试/分析仪在图1种给出。 图1. 噪声系数测试仪，如Agilent公司的N8973A噪声系数分析仪，产生28VDC脉冲信号驱动噪声源 (HP346A/B)，该噪声源产生噪声驱动待测器件(DUT)。使用噪声系数分析仪测量待测器件的输出。由于分析仪已知噪声源的输入噪声和信噪比，DUT的噪声系数可以在内部计算和在屏幕上显示。对于某些应用(混频器和接收机)，可能需要本振(LO)信号，如图1所示。当然，测量之前必须在噪声系数测试仪中设置某些参数，如频率范围、应用(放大器/混频器)等。 使用噪声系数测试仪是测量噪声系数的最直接方法。在大多数情况下也是最准确地。工程师可在特定的频率范围内测量噪声系数，分析仪能够同时显示增益和噪声系数帮助测量。分析仪具有频率限制。例如，Agilent N8973A可工作频率为10MHz至3GHz。当测量很高的噪声系数时，例如噪声系数超过10dB，测量结果非常不准确。这种方法需要非常昂贵的设备。 增益法 前面提到，除了直接使用噪声系数测试仪外还可以采用其他方法测量噪声系数。这些方法需要更多测量和计算，但是在某种条件下，这些方法更加方便和准确。其中一个常用的方法叫做“增益法”，它是基于前面给出的噪声因数的定义：
噪声系数测量
RF & Microwave e-Academy Program
Powerful tools that keep you on top of your game
RFMW 202: Noise Figure Basics
Technical data is subject to change. Copyright@2004 Agilent Technologies Printed on Jan, 2004 5988-8495ENA
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RFMW 202: Noise Figure Basics
Welcome to RFMW 202, the module on the basics of noise figure. This module will take you about 60 minutes for you to complete. If you have not already done so, we recommend that you study the modules RFMW 101 and MEAS 102 before this one.
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Fundamental Noise Concepts
Fundamental noise concepts
How do we make measurements?
What DUTs can we measure?
What influences the measurement uncertainty?
In this module we will first look at the concepts of noise (why is it important), then on to how to make measurements and we will conclude with some detailed information on measurement uncertainty and tools. Let’s now go straight into concepts of noise.
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RF噪声系数的计算方法
噪声系数的计算及测量方法 噪声系数(NF)是RF系统设计师常用的一个参数，它用于表征RF放大器、混频器等器件的噪声，并且被广泛用作无线电接收机设计的一个工具。许多优秀的通信和接收机设计教材都对噪声系数进行了详细的说明. 现在，RF应用中会用到许多宽带运算放大器和ADC，这些器件的噪声系数因而变得重要起来。讨论了确定运算放大器噪声系数的适用方法。我们不仅必须知道运算放大器的电压和电流噪声，而且应当知道确切的电路条件：闭环增益、增益设置电阻值、源电阻、带宽等。计算ADC的噪声系数则更具挑战性，大家很快就会明白此言不虚。 公式表示为：噪声系数NF=输入端信噪比/输出端信噪比，单位常用“dB”。 该系数并不是越大越好，它的值越大，说明在传输过程中掺入的噪声也就越大，反应了器件或者信道特性的不理想。 在放大器的噪声系数比较低的情况下，通常放大器的噪声系数用噪声温度(T)来表示。 噪声系数与噪声温度的关系为：T=(NF-1)T0 或NF=T/T0+1 其中：T0-绝对温度(290K) 噪声系数计算方法 研究噪声的目的在于如何减少它对信号的影响。因此，离开信号谈噪声是无意义的。 从噪声对信号影响的效果看，不在于噪声电平绝对值的大小，而在于信号功率与噪声功率的相对值，即信噪比，记为S/N(信号功率与噪声功率比)。即便噪声电平绝对值很高，但只要信噪比达到一定要求，噪声影响就可以忽略。否则即便噪声绝对电平低，由于信号电平更低，即信噪比低于1，则信号仍然会淹没在噪声中而无法辨别。因此信噪比是描述信号抗噪声质量的一个物理量。 1 噪声系数的定义 要描述放大系统的固有噪声的大小，就要用噪声系数，其定义为
噪声系数的含义和测量方法
噪声系数的含义和测量方法 噪声系数的含义 噪声系数是用来描述一个系统中出现的过多的噪声量的品质因数。把噪声系数降低到最小的程度可以减小噪声对系统造成的影响。在日常生活中，我们可以看到噪声会降低电视画面的质量，也会使无线通信的话音质量 变差;在诸如雷达等的军用设备中，噪声会限制系统的有效作用范围;在数字通信系统中，噪声则会增加系统的误码率。电子设备的系统设计人员总是在尽最大努力使整个系统的信噪比(SNR)达到最优化的程度，为了达到这个目的，可以用把信号提高的办法，也可以用把噪声降低的办法。在像雷达这样的发射接受系统中，提高信噪比的一种方法是用更大的大功率放大器来提高发射信号的功率，或使用大口径天线。降低在发射机和接收机之间信号传输路径上对信号的衰耗也可以提高信噪比，但是信号在传输路径上的衰耗大都是由工作环境所决定的，系统设计人员控制不了这方面的因素。还可以通过降低由接收机产生的噪声—通常这都是由接收机前端的低噪声放大器(LNA)的质量决定的—来提高信噪比。与使用提高发射机功率的方法相比，降低接收机的噪声(以及让接受机的噪声系数的指标更好)的方法会更容易和便宜一些。 噪声系数的定义是很简单和直观的。一个电子系统的噪声因子(F)的定义是系统输入信号的信噪比除以系统输出信号的信噪比: F=(Si/Ni)/(So/No) Si=输入信号的功率 So=输出信号的功率 Ni=输入噪声功率 No=输出噪声功率 把噪声因子用分贝(dB)来表示就是噪声系数(NF)，NF=10*log(F)。 这个对噪声系数的定义对任何电子网络都是正确的，包括那些可以把在一个频率上的输
入信号变换为另外一个频率的信号再输出的电子网络，例如上变频器或下变频器。 为了更好地理解噪声系数的定义，我们来看看放大器的例子。放大器的输出信号的功率等于放大器输入信号的功率乘以放大器的增益，如果这个放大器是一个很理想的器件的话，其输出端口上噪声信号的功率也应该等于输入端口上噪声信号的功率乘以放大器的增益，结果是在放大器的输入端口和输出端口上信号的信噪比是相同的。然而，实际情况是任何放大器输出信号的噪声功率都比输入信号的噪声功率乘以放大器的增益所得到的结果大，也就是说放大器输出端口上的信噪比要比输入端口上的信噪比小，即噪声因子F要大于1，或者说噪声系数NF要大于0dB。 在测量并比较噪声系数的测量结果时，非常重要的是要注意我们在测量的过程中是假定测量系统能够在被测器件(DUT)的输入端口和输出端口上提供非常完美的50Ω的负载条件。可是在实际测量中，这样完美的条件永远不会存在。稍后我们会讨论如果测量系统不是很完美的50Ω系统会对噪声系数的测量精度造成怎样的影响。同时，我们也会看到各种校准和测量方法是怎么克服因为不是很完美的50Ω的源匹配而造成的测量误差的。 图1器件对信号的处理过程 另一种用来表达由一个放大器或系统引入的附加噪声的术语是有效输入温度(Te)。为了理解这个参数，我们需要先看一下无源负载所产生的噪声的量的表达方式—kTB，其中k 是玻尔兹曼常数，T是以开尔文为单位的负载的温度，B是系统带宽。因为在某个给定的带宽内，器件产生的噪声和温度是成正比的，所以，一个器件所产生的噪声的量可以表示为带
噪声监测实践报告
环境监测课程实习报告 院系：环境科学与工程学院指导老师：** 姓名：学号： ** 日期： 一、前言 （1）实习目的 噪声是人们生活工作所不需要的声音，环境噪声监测是环境监测的一个重要组成部分， 是为了保护环境，创造清洁、优美、安静的环境的一项基础性工作。此次实习将课堂上学的 理论知识应用于实践中，加深对课题知识的理解和记忆，了解二者之间的异同点，学会噪声 监测的方法和基本工作步骤。（2）实习意义 对校园内的声环境进行监测，了解学校的声环境功能划分和声环境质量状况，对学校的 声环境质量做出评价，掌握一些简单的声环境监测原理及技术方法，学习声级计的使用方法 和环境噪声的监测技术，通过实习，加深对自己专业的认识程度。（3）实习时间 2013年11月4日——2013年11月8日（4）小组成员 ***************** 二、监测方案的设计 （1）采样点设置 本次实习的监测区域为第二教学楼、林学楼、图书馆和实验楼所围成的区域，见图1， 将该区域按网格划分，选取了双亭苑东南方的楼梯口作为监测点，该处处于整个区域的车行 道路上，比邻图书馆和第二教学楼两个需要安静的产所，偶尔会有车辆和行人经过，而该条 道路又是学生下课必经之路，在下课时人流量大，对图书馆有一定的影响。 图1 监测区域图 （2）噪声评价方法 本次实习对噪声的评价方法采用连续等效声级法，将实地测得的leq值做平均值，所得 的平均值代表该地区的噪声水平，对照《声环境质量标准》gb3096--2008对该地区的声环境 质量做出评价。 按照区域的使用功能特点和环境质量要求，将声环境功能区划分为物种类型： 0类声环境功能区：指康复疗养区等特别需要安静的区域。 1类声环境功能区：指以居民住宅、医疗卫生、文化体育、科研设计、行政办公为主要 功能，需要保持安静的区域。 2类声环境功能区：指以商业金融、集市贸易为主要功能，或者居住、商业、工业混杂， 需要维护住宅安静的区域。 3类声环境功能区：指以工业生产、仓储物流为主要功能，需要防止工业噪声对周围环 境产生严重影响的区域。 4类声环境功能区：指交通干线两侧一定区域之内，需要防止交通噪声对周围环境产生 严重影响的区域，包括4a类和4b类两种类型。4a类为高速公路、一级公路、二级公路、城 市快速路、城市主干路、城市次干路、城市轨道交通（地 面段）、内河航道两侧区域；4b类为铁路干线两侧区域。 本次监测的区域在校园内，所以属于1类声功能区，根据划分的区域执行相应的标准值， 环境噪声限值见表1： 表1 环境噪声限值 三、操作步骤 选取08:00—10:00、10:00—12:00、14:00—16:00、16:00—18:00、20:00—22:00五个 时间段作为监测时段，每个时段在同一监测点每隔5秒测得一个噪声值，连续测100个噪声 值，得出100个噪声值中的平均值作为该时段的噪声值。 四、环境质量评价
噪声系数的原理和测试方法
噪声系数测试方法 针对手机等接收机整机噪声系数测试问题，该文章提出两种简单实用的方法，并分别讨论其优缺点，一种方法是用单独频谱仪进行测试，精度较低；另一种方法是借助噪声测试仪的噪声源来测试，利用冷热负载测试噪声系数的原理，能够得到比较精确的测量结果。 图1是MAXIM公司TD-SCDMA手机射频单元参考设计的接收电路，该通道电压增益大于100dB，与基带单元接口为模拟I/Q信号，我们需要测量该通道的噪声系数。采用现有的噪声测试仪表是HP8970B，该仪表所能测量的最低频率为10MHz，而TD-SCDMA基带I/Q信号最高有用频率成份为640KHz，显然该仪表不能满足我们的测量需求。下面我们将介绍两种测试方案，并讨论其测试精度，最后给出实际测试数据以做对比。 图1：MAXIM公司TD-SCDMA手机射频接收电路。 利用频谱仪直接测试 利用频谱仪直接测量噪声系数的仪器连接如图2所示，其中点频信号源用于整个通道增益的校准，衰减器有两个作用，一是起到改善前端匹配的作用；二是做通道增益校准使用，因接收机增益往往很高，大于 100dB，而一些信号源不能输出非常弱的信号，配合该衰减器即能完成该功能。 测量步骤一：先利用信号源产生一个点频信号（一般我们感兴趣的是接收机小信号时的噪声系数，故此时点频信号电平应接近灵敏度电平），频点与本振信号错开一点，这样在基带I/Q端口可以得到一个点频信号，调节接收机通道增益使I/Q端点频信号幅度适中，测量接收机输入与输出端的点频信号大小可以求得这时的通道增益，记为G。
测量步骤二：接步骤一，关闭信号源，保持接收机所有设置不变，用频谱仪测量I/Q端口在刚才点频频点处的噪声功率谱密度，I端口记为Pncdensity(dBm/Hz), Q端口记为Pnsdensity(dBm/Hz)，则接收通道噪声系数有下式给出： 上式中kb表示波尔兹曼常数，F是噪声系数真值，我们用NF表示噪声系数的对数值，NF＝10lg(F)， G表示整个通道增益，T1为当前热力学温度，T0等于290K。假定T1＝T0，容易求得NF的显式表达式如下： 或者： 关于方程2与方程3的正确性，我们可以做如下简单推导。先考虑点频情况，设接收机输入端点频信号为： 接收机I/Q端口点频信号分别为：
电荷灵敏前置放大器噪声系数测量实验报告
电荷灵敏前置放大器噪声系数测量实验报告 班级：姓名：学号： 一、实验目的 1、研究电荷灵敏前置放大器不同功率谱的噪声成分及其特性； 2、通过实验数据定量分析成形时间对等效噪声电荷（ENC）的影响，从而分离出各个 噪声成分； 3、加深对电荷灵敏前置放大器噪声ENC的理解，同时熟练掌握电荷灵敏前放的噪声 测试方法以及主放和多道分析仪等常用核仪器的使用。 二、实验原理 核辐射测量中，探测器输出的信号往往较小，需要加以放大再进行测量。其中放大器又分为前置放大器与主放大器两部分。前置放大器的主要作用有两点： 1、提高系统性噪比； 2、减小信号经电缆传送时外界干扰的影响。 探测器将粒子的信息转化成电流或电压信号后直接传入紧跟其后的前置放大器。经前置放大器放大、成型后传输到线性放大器，经后续的电路处理得到粒子的电荷、能量、速度、时间等信息。 前置放大器紧跟探测器，一般直与和探测器做成一体，这样有利于提高信噪比，信号经前放放大，抗干扰能力增强，以方便较远距离的传输。 在能谱和时间测量系统中，前置放大器按输出信号所保留的信息特点，大致可以分为两类。一类是积分型放大器，包括电压灵敏前置放大器和电荷灵敏前置放大器，它有输出信号幅度正比于输入电流对时间的积分，即输出信号的幅度和探测器输出的总电荷量成正比。另一类是电流型放大器，亦即电流灵敏前置放大器，它的输出信号波形应与探测输出电流信号的波形保持一致。 前置放大器有多种，总的来说可以分为积分型放大器（包括电压灵敏前置放大器和电荷灵敏前置放大器）和电流型放大器（主要是电流灵敏前置放大器）。 电荷灵敏前置放大器原理图如下： 图1 电荷灵敏前置放大器原理图 由于前置放大器的噪声将经过主放大器的放大输出，所以其对最后信号的信噪比影响很大，本实验就是要测定前置放大器的噪声系数。前置放大器的噪声主要包括沟道热噪声、输入端串联电阻噪声、晶体管沟道1/f噪声、探测器漏电流散粒噪声、反馈电阻噪声、前放输
GB1496—79机动车辆噪声测量方法
中华人民共和国国家标准 GB 1496—79 机动车辆噪声测量方法 本标准适用于各类型汽车、摩托车、轮式拖拉机等机动车辆的车外、车 内噪声的测量。 一、测量仪器 1．使用精密声级计或普通声级计和发动机转速表。 2．声级计误差应不超过±2dB（A）。 3．在测量前后，仪器应按规定进行校准。 二、车外噪声测量 （一）测量条件 4．测量场地应平坦而空旷，在测试中心以25m为半径的范围内，不应有大的反射物，如建筑物、围墙等。 5．测试场地跑道应有20m以上的平直、干燥的沥青路面或混凝土路面。路面坡度不超过0.5％。 6．本底噪声（包括风噪声）应比所测车辆噪声至少低10 dB（A）。并保 证测量不被偶然的其他声源所干扰。 注：本底噪声系指测量对象噪声不存在时，周围环境的噪声。 7．为避免风噪声干扰，可采用防风罩，但应注意防风罩对声级计灵敏度的影响。 8．声级计附近除测量者外，不应有其他人员，如不可缺少时，则必须在测量者背后。 9．被测车辆不载重。测量时发动机应处于正常使用温度，车辆带有其他辅助设备亦是噪声源，测量时是否开动，应按正常使用情况而定。
（二）测量场地及测点位置 10．测量场地示意图见图1。 11．测试话筒位于20m跑道中心点0两侧，各距中线7.5m，距地面高度1.2m，用三角架固定，话筒平行于路面，其轴线垂直于车辆行驶方向。 （三）加速行驶车外噪声测量方法 12．车辆须按下列规定条件稳定地到达始端线： 行驶档位：前进档位为4档以上的车辆用第3档，前进档位为4档或4档以下的用第2档。 发动机转速为发动机标定转速的四分之三。如果此时车速超过了50km/h，那 么车辆应以50km/h的车速稳定地到达始端线。 拖拉机以最高档位、最高车速的四分之三稳定地到达始端线。 对于自动换档车辆，使用在试验区间加速最快的档位； 辅助变速装置不应使用。 在无转速表时，可以控制车速进入测量区：以所定档位相当于四分之三标定 转速的车速稳定地到达始端线。 13．从车辆前端到达始端线开始，立即将油门踏板踏到底或节流阀全开，直 线加速行驶，当车辆后端到达终端线时，立即停止加速。车辆后端不包括拖车以
校园内噪声监测方案
校园噪声监测方案 地点：扬州江海学院 组员：李振昕、张冉 时间：2012年6月14日 对学院环境噪声进行了实地监测，根据实测结果分析了学院环境噪声的污染现状，并且对校园内部和校园周边环境噪声进行了对比，提出对环院噪声环境的规划。 校园环境是学生在校内进行学习和生活的外界环境。良好的校园环境可以促进学生的身心健康，使学生有充沛的精力从事各项活动，保证学习任务的高质量完成。噪声是影响校园环境的重要因素，它已成为当今社会四大公害之一。通常来讲的噪声是指干扰人们正常工作和生活的一切声音，《中华人民共和国环境噪声污染防治法》对噪声的定义是：“在工业生产、建筑施工、交通运输和社会生活中所产生的干扰周围环境的声音”。 为了了解环院声环境质量的现状，本学期我们运用网格布点法分出4个测点测量了环院的噪声环境进行了检测。初步认定布点为校园一食堂，图书馆前的机动车位，校园操场，体育馆。得出各个测点的声级值并根据相关的国家标准进行分析和评价，提出一些可行的建议。 图1 校园上空卫星监测图(图中红色编码为监测点) 表1 声环境质量标准（GB3096－2008） 声环境功能区类别昼间夜间
0类50 40 1类5545 2类60 50 3类65 55 4a类70 55 4b类70 60 声环境功能区分类 按区域的使用功能特点和环境质量要求，声环境功能区分为以下五种类型： 0 类声环境功能区：指康复疗养区等特别需要安静的区域。 1 类声环境功能区：指以居民住宅、医疗卫生、文化教育、科研设计、行政办公为主要功能，需要保持安静的区域。 2 类声环境功能区：指以商业金融、集市贸易为主要功能，或者居住、商业、工业混杂，需要维护住宅安静的区域。 3 类声环境功能区：指以工业生产、仓储物流为主要功能，需要防止工业噪声对周围环境产生严重影响的区域。 4 类声环境功能区：指交通干线两侧一定距离之内，需要防止交通噪声对周围环境产生严重影响的区域，包括 4a 类和 4b 类两种类型。4a 类为高速公路、一级公路、二级公路、城市快速路、城市主干 路、城市次干路、城市轨道交通（地面段）、内河航道两侧区域；4b类为铁路干线两侧区域。 各测点监测记录 1.环境噪声测量记录：2012年6月13日，7时46分至7 时55分 地点：一号食堂门口，仪器：普通声级计 计权网络：A档噪声源：学生聊天、车辆5分/辆 快慢档：快档，取样间隔：5秒 53.4 54.2 55.9 54.8 54.5 53.3 62.5 54.6 59.8 55.3 54.7 58.2 55.5 55.9 56.5 56.9 65.9 60.2 57.2 57.1 57.3 55.0 54.1 56.8 55.3 54.8 56.1 64.9 67.8 61.1 65.1 76.3 67.2 59.3 55.9 55.9 55.4 55.0 58.5 56.1 59.2 76.9 57.6 86.6 58.3 61.2 58.3 56.5 56.9 56.2 56.4 60.0 55.6 55.5 54.8 55.5 53.7 56.6 57.0 54.9 61.9 54.9 56.2 58.1 57.4 60.5 60.5 60.4 58.6 57.7 54.6 57.0 53.8 53.8 55.4 61.9 57.7 52.6 58.0 55.4 54.5 55.2 55.4 58.4 61.5 54.5 55.2 55.5 54.2 56.5 56.1 60.9 61.5 65.9 69.1 58.4 55.6 60.1 55.7 57.1 2.环境噪声测量记录：2012年6月13日，22时06分至22 时15分 地点：一号食堂门口，仪器：普通声级计 计权网络：A档噪声源：学生聊天、打篮球 快慢档：快档，取样间隔：5秒 56.1 54.1 54.4 56.8 54.3 58.4 58.1 56.1 58.4 53.3 54.1 54.0 56.1 52.5 55.1 54.3 52.0 51.1 51.9 51.1 49.8 49.0 50.8 52.3 51.4 51.6 58.1 51.4 51.9 53.1 52.9 48.0 50.2 49.9 52.3 49.3 49.2 53.5 55.2 51.9 50.6 54.3 50.5 56.8 51.3 50.9 48.4 49.2 50.2 52.1 52.4 53.8 54.4 56.5 59.1 56.2 54.2 57.0 59.1 53.5
噪声系数测量方法
噪声系数测量的三种方法 摘要：本文介绍了测量噪声系数的三种方法：增益法、Y系数法和噪声系数测试仪法。这三种方法的比较以表格的形式给出。 前言 在无线通信系统中，噪声系数(NF)或者相对应的噪声因数(F)定义了噪声性能和对接收机灵敏度的贡献。本篇应用笔记详细阐述这个重要的参数及其不同的测量方法。 噪声指数和噪声系数 噪声系数(NF)有时也指噪声因数(F)。两者简单的关系为： NF = 10 * log10 (F) 定义 噪声系数(噪声因数)包含了射频系统噪声性能的重要信息，标准的定义为： 式1 从这个定义可以推导出很多常用的噪声系数(噪声因数)公式。 下表为典型的射频系统噪声系数：
* HG = 高增益模式，LG = 低增益模式 噪声系数的测量方法随应用的不同而不同。从上表可看出，一些应用具有高增益和低噪声系数(低噪声放大器(LNA)在高增益模式下)，一些则具有低增益和高噪声系数(混频器和LNA 在低增益模式下)，一些则具有非常高的增益和宽围的噪声系数(接收机系统)。因此测量方法必须仔细选择。本文中将讨论噪声系数测试仪法和其他两个方法：增益法和Y系数法。 使用噪声系数测试仪 噪声系数测试/分析仪在图1种给出。
图1. 噪声系数测试仪，如Agilent的N8973A噪声系数分析仪，产生28VDC脉冲信号驱动噪声源(HP346A/B)，该噪声源产生噪声驱动待测器件(DUT)。使用噪声系数分析仪测量待测器件的输出。由于分析仪已知噪声源的输入噪声和信噪比，DUT的噪声系数可以在部计算和在屏幕上显示。对于某些应用(混频器和接收机)，可能需要本振(LO)信号，如图1所示。当然，测量之前必须在噪声系数测试仪中设置某些参数，如频率围、应用(放大器/混频器)等。 使用噪声系数测试仪是测量噪声系数的最直接方法。在大多数情况下也是最准确地。工程师可在特定的频率围测量噪声系数，分析仪能够同时显示增益和噪声系数帮助测量。分析仪具有频率限制。例如，Agilent N8973A可工作频率为10MHz至3GHz。当测量很高的噪声系数时，例如噪声系数超过10dB，测量结果非常不准确。这种方法需要非常昂贵的设备。
噪声系数的计算及测量方法
噪声系数的计算及测量方法（一） 时间：2012-10-25 14:32:49 来源：作者： 噪声系数(NF)是RF系统设计师常用的一个参数，它用于表征RF放大器、混频器等器件的噪声，并且被广泛用作无线电接收机设计的一个工具。许多优秀的通信和接收机设计教材都对噪声系数进行了详细的说明. 现在，RF应用中会用到许多宽带运算放大器和ADC，这些器件的噪声系数因而变得重要起来。讨论了确定运算放大器噪声系数的适用方法。我们不仅必须知道运算放大器的电压和电流噪声，而且应当知道确切的电路条件：闭环增益、增益设置电阻值、源电阻、带宽等。计算ADC的噪声系数则更具挑战性，大家很快就会明白此言不虚。 公式表示为：噪声系数NF=输入端信噪比/输出端信噪比，单位常用“dB”。 该系数并不是越大越好，它的值越大，说明在传输过程中掺入的噪声也就越大，反应了器件或者信道特性的不理想。 在放大器的噪声系数比较低的情况下，通常放大器的噪声系数用噪声温度(T)来表示。 噪声系数与噪声温度的关系为：T=(NF-1)T0 或NF=T/T0+1 其中：T0-绝对温度(290K) 噪声系数计算方法 研究噪声的目的在于如何减少它对信号的影响。因此，离开信号谈噪声是无意义的。 从噪声对信号影响的效果看，不在于噪声电平绝对值的大小，而在于信号功率与噪声功率的相对值，即信噪比，记为S/N(信号功率与噪声功率比)。即便噪声电平绝对值很高，但只要信噪比达到一定要求，噪声影响就可以忽略。否则即便噪声绝对电平低，由于信号电平更低，即信噪比低于1，则信号仍然会淹没在噪声中而无法辨别。因此信噪比是描述信号抗噪声质量的一个物理量。 1 噪声系数的定义 要描述放大系统的固有噪声的大小，就要用噪声系数，其定义为 设Pi为信号源的输入信号功率，Pni为信号源内阻RS产生的噪声功率，Po和Pno 分别为信号和信号源内阻在负载上所产生的输出功率和输出噪声功率,Pna表示线性电路内部附加噪声功率在输出端的输出。
噪声测量方法
监测方法 按GB 12349执行。 工业企业厂界噪声标准测量方法 GB 12349－90 Method of measuring noise at boundary of industrial enterprises 本标准为执行GB 12348《工业企业厂界噪声标准》而制订。 本标准适用于工厂及有可能造成噪声污染的企事业单位的边界噪声的测量。 1 名词术语 1.1 A声级用A计权网络测得的声级，用LA表示，单位dB(A)。 1.2 等效声级 在某规定时间内A声级的能量平均值，又称等效连续A声级，用Leq表示，单位为dB(A)。 按此定义此量为： Leq＝10Lg（) 式中：LA-t时刻的瞬时A声级。 T-规定的测量时间。 当测量是采样测量，且采样的时间间隔一定时，式(1)可表示为： Leq＝10Lg（） 式中：Li-第i次采样测得的A声级； n-采样总数。 1.3 稳态噪声，非稳态噪声在测量时间内，声级起伏不大于3dB(A)的噪声视为稳态噪声，否则称为非稳态噪声。 1.4 周期性噪声 在测量时间内，声级变化具有明显的周期性的噪声。 1.5 背景噪声 厂界外噪声源产生的噪声。 2 测量条件 2.1 测量仪器 测量仪器精度为Ⅱ级以上的声级计或环境噪声自动监测仪，其性能符合GB 3875《声级计电声性能及测量方法》之规定，应定期校验。并在测量前后进行校准，灵敏度相差不得大于0.5dBA，否则测量无效。测量时传声器加风罩。 2.2 气象条件测量应在无雨、无雪的气候中进行，风力为5.5m/s以上时停止测量。
2.3 测量时间 测量应在被测企事业单位的正常工作时间内进行。分为昼、夜间两部分，时段的划分可由当地人民政府按当地习惯和季节划定。 2.4 采样方式 2.4.1 用声级计采样时，仪器动态特性为“慢”响应，采样时间间隔为5s。 2.4.2 用环境噪声自动监测仪采样时，仪器动态特性为“快”响应，采样时间间隔不大于1s。2.5 测量值2.5.1 稳态噪声测量1min的等效声级。 2.5.2 周期性噪声测量一个周期的等效声级。 2.5.3 非周期性非稳态噪声测量整个正常工作时间的等效声级。 2.6 测点位置的选择 2.6.1 测点(即传声器位置。下同)应选在法定厂界外1m，高度1.2m以上的噪声敏感处。如厂界有围墙，测点应高于围墙。 2.6.2 若厂界与居民住宅相连，厂界噪声无法测量时，测点应选在居室中央，室内限值应比相应标准值低10dB(A)。 3 测量记录及数据处理 3.1 测量记录围绕厂界布点。布点数目及间距视实际情况而定。在每一测点测量，计算正常工作时间内的等效声级，填入工业企业厂界噪声测量记录表(见附表)。 3.2 背景值修正 背景噪声的声级值应比待测噪声的声级值低10dB(A)以上，若测量值与背景值差值小于10dB(A)，按下表进行修正。 附录A工业企业厂界噪声测量记录表(补充件)