阵列接收噪声系数分析

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

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

噪声系数测试

噪声系数测试 1 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： 在这个定义中，噪声由两个因素产生。一个是到达射频系统输入的干扰，与需要的有用信号不同。第二个是由于射频系统载波的随机扰动(LNA ，混频器和接收机等)。第二种情况是布朗运动的结果，应用于任何电子器件中的热平衡，器件的可利用的噪声功率为： P NA = kTΔF, 这里的k = 波尔兹曼常量(1.38 * 10-23焦耳/ΔK), T = 温度，单位为开尔文 ΔF = 噪声带宽(Hz) 在室温(290ΔK)时，噪声功率谱密度P NAD = -174dBm/Hz 。 因而我们有以下的公式： NF = P NOUT - (-174dBm/Hz + 10 * log 10(BW) + 增益) //20*log10(BW) 在公式中，P NOUT 是已测的总共输出噪声功率，-174dBm/Hz 是290°K 时环境噪声的功率谱密度。BW 是感兴趣的频率带宽。增益是系统的增益。NF 是DUT 的噪声系数。公式中的每个变量均为对数。为简化公式，我们可以直接测量输出噪声功率谱密度(dBm/Hz)，这时公式变为： NF = P NOUTD + 174dBm/Hz - 增益 为了使用增益法测量噪声系数，DUT 的增益需要预先确定的。DUT 的输入需要端接特性阻抗(射频应用为50Ω，视频/电缆应用为75Ω)。输出噪声功率谱密度可使用频谱分析仪测量。 增益法测量的装置见图2。

传感器的灵敏度,低频噪声特性和动态响应范围

传感器的灵敏度，低频噪声特性和动态响应范围 工程振动量值的物理参数常用位移、速度和加速度来表示。由于在通常的频率范围内振动位移幅值量很小，且位移、速度和加速度之间都可互相转换，所以在实际使用中振动量的大小一般用加速度的值来度量。常用单位为：米/秒2（m/s2），或重力加速度（g）。 描述振动信号的另一重要参数是信号的频率。绝大多数的工程振动信号均可分解成一系列特定频率和幅值的正弦信号，因此，对某一振动信号的测量，实际上是对组成该振动信号的正弦频率分量的测量。对传感器主要性能指标的考核也是根据传感器在其规定的频率范围内测量幅值精度的高低来评定。 电荷输出型加速度计不适合用于低频测量 由于低频振动的加速度信号都很微小，而高阻抗的小电荷信号非常容易受干扰；当测量对象的体积越大，其测量频率越低，则信号的信噪比的问题更为突出。因此在目前带内置电路加速度传感器日趋普遍的情况下应尽量选用电噪声比较小，低频特性优良的低阻抗电压输出型压电加速度传感器。 传感器的低频截止频率 与传感器的高频截止频率类同，低频截止频率是指在所规定的传感器频率响应幅值误差（±5%,±10%或±3dB）内传感器所能测量的最低频率信号。误差值越大其低频截止频率也相对越低。所以不同传感器的低频截止频率指标必须在相同的误差条件下进行比较。低阻抗电压输出型传感器的低频特性是由传感器敏感芯体和内置电路的综合电参数所决定的。其频率响应特性可以用模拟电路的一阶高通滤波器特性来描述，所以传感器的低频响应和截止频率完全可以用一阶系统的时间常数来确定。从实用角度来看，由于传感器的甚低频频率响应的标定比较困难，而通过传感器对时间域内阶跃信号的响应可测得传感器的时间常数；因此利用传感器的低频响应与一阶高通滤波器的特性几乎一致的特点，通过计算可方便地获得传感器的低频响应和与其对应的低频截至频率。 传感器的灵敏度，低频噪声特性和动态响应范围

噪声系数(Noise Figure)对手机射频接收机灵敏度之影响

Noise Figure 所谓灵敏度，指的是在SNR能接受的情况下，其接收机能接收到的最小讯号[1-2]，其公式如下: 第二项是所谓的Noise Figure，理想上SNR当然是越大越好，最好是无限大(表示都没有噪声)，但实际上不可能没有噪声，因此，由[3-4]可知，所谓Noise Figure，衡量的是当一个讯号进入一个系统时，其输出讯号的SNR下降多寡，亦即其噪声对系统的危害程度，示意图与定义如下:

而接收机整体的Noise Figure，公式如下: 由上式可知，越前面的阶级，对于Noise Figure的影响就越大，而一般接收机的方块图如下[5] : 因此，从天线到LNA，包含ASM、SAW Filter、以及接收路径走线，这三者的Loss 总和，对于接收机整体的Noise Figure，有最大影响，因为由[5]可知，若这边的Loss多1 dB，则接收机整体的Noise Figure，就是直接增加1 dB，因此挑选ASM 时，要尽量挑选Insertion Loss较小的[7]。

而由[8]可知，SAW Filter可以抑制带外噪声，因此原则上须在LNA输入端，添加SAW Filter，避免带外噪声劣化接收机整体性能。但有些接收机，其SAW Filter 会摆放在LNA与Mixer之间，如下图[9] : 前述说过，LNA输入端的Loss，对于接收机整体的Noise Figure，有最大影响，因此上图的PCS与WCDMA，之所以将SAW Filter摆放在LNA之后，主要也是为了Noise Figure考虑，假设SAW Filter的Insertion Loss为1 dB，LNA的Gain 为10 dB，若将SAW Filter摆放在LNA之前，则接收机整体的Noise Figure，便是直接增加1 dB，但若放在LNA之后，则接收机整体的Noise Figure，只增加了1/10 = 0.1 dB。而在Layout时，其接收路径走线要尽可能短，线宽尽可能宽，这样才能将其Insertion Loss降低，甚至必要时，可以将走线下层的GND挖空，如此便可以在阻抗不变的情况下，进一步拓展线宽，使其Insertion Loss更为降低[10]。

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： 式2. 在这个定义中，噪声由两个因素产生。一个是到达射频系统输入的干扰，与需要的有用信号不同。第二个是由于射频系统载波的随机扰动(LNA，混频器和接收机等)。第二种情况是布朗运动的结果，应用于任何电子器件中的热平衡，器件的可利用的噪声功率为： PNA = kTΔF,

噪声系数相关

噪声系数的基本定义：F = total output noise power/output noise power due to input source,其中F称为Noise Factor，如果用dB表示，称为Noise Figure或NF。 输出噪声功率包含两部分：噪声源输入噪声引起的噪声功率输出和系统本身产生的噪声功率输出。 设噪声源输入噪声为KTB，则系统本身产生的噪声功率NA=(F-1)* KTBG，其中G为系统对输入噪声的增益。 F = (SNR IN )/(SNR OUT )，表征系统输入信噪比和输出信噪比的比值。当系统的信号 功率增益和噪声增益相等时该式成立，即系统为线性的。 美国联邦标准1037C的噪声因子定义如下： 噪声系数：标准噪声温度(通常为290 K)时，装置的输出噪声功率与其中由输入端点中热噪声引起的部分之比。注：如果装置本身不产生噪声，噪声系数则为实际输出噪声与残余噪声之比。在外差式系统中，输出噪声功率包括镜像频率变换引起的杂散噪声，但是标准噪声温度下输入端点中热噪声的部分仅包括通过系统的主频率变换出现在输出中的噪声，不包括通过镜像频率变换出现的噪声。 当信号链路中存在混频器时，需要区分双边带噪声系数F DSB ，单边带噪声系数 F SSB ，单边带有效噪声系数F SSBe 。 其中F SSB = 2*F DSB ; F SSBe = F SSB -1 = 2*F DSB -1 传统的单边带噪声系数F SSB ，假设允许来自于两个边带的噪声折叠至输出信号，但只有一个边带对表示预期信号有用。如果两处响应的转换增益相等，这就自然造成噪声系统增大3dB。相反，双边带噪声系数假设混频器的两处响应包含有预

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。

解决FM噪声和灵敏度说明文档

解决 FM 收音噪声和灵敏度说明文档
为解决 FM 收音的噪声和灵敏度问题，需从电源，输入时钟，走线和 铺地等多方面来处理解决。
1、FM 电源处理
FM 电源需串入 4.7R 电阻，有 475 滤波电容，如图：
图1
FM 电源电路
2、FM 时钟处理
因不同的 FM 收音芯片对时钟的要求和抗干扰性不一致，因此 FM 的输 入时钟 XI 需不同处理，以下为各 FM 收音芯片时钟电路。 ① RDA5807
图2
RDA5807 时钟电路
1

② BK1080
图3 ③ CL6017G
BK1080 时钟电路
图4
CL6017G 时钟电路
3、IIC 信号线处理
为了减小 IIC 的频繁操作对 FM 的干扰影响，IIC_CLK，IIC_DAT 上需 串入 1K 电阻，如图：
图5
IIC 信号线电路
2

4、FM 走线和铺地处理
① FM 芯片尽量远离主控和替他 IC。 ② FM 芯片外围的元器件必须靠近 FM 芯片放置。 ③ FM 的天线在 PCB 板上的走线尽量短、宽度需一致，天线附近和天线的 正背面都不应铺地。 ④ FM 芯片的 GND 需单点接地，最好是电源入口处。 ④ FM 芯片需大面积铺地，信号线需从 FM 芯片引脚两边走线，尽量不要 走于 FM 正下方和正背面。
图
FM 走线和铺地参考设计图
珠海杰理科技有限公司 2011 年 5 月 31 日
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灵敏度

讨论这个议题的主要起因是:灵敏度(sensitivity)是如何确定的.[https://www.360docs.net/doc/7d18749628.html,] 问题:我们经常看到某些GPS芯片 商宣称自己的芯片灵敏度是如何的高,但是根据对整个系统的分析可以看出系统的灵敏度主要取决于第一级LNA的设计,GPS产品的灵敏度取决于GPS芯片和放大器的设计,那么就带来下面的问题:[https://www.360docs.net/doc/7d18749628.html,] 1)系统的灵敏度是如何计算的芯片的灵敏度对系统设计有什么影响 [https://www.360docs.net/doc/7d18749628.html,] 2)接收GPS信号的功率和信噪比是一个什么样的水平 [https://www.360docs.net/doc/7d18749628.html,] 3)如何按照信噪比,信号功率设计系统灵敏度 [https://www.360docs.net/doc/7d18749628.html,] [https://www.360docs.net/doc/7d18749628.html,] 这真是一篇超精华的帖子!感谢楼主和参与的所有人![5 2 jinfoxhe: R1 灵敏度的计算公式:S=-174dBm+10*log(BW)+Eb/N0+NF. BW一般为中频带宽,Eb/N0为芯片在一定误码的情况下解调需要的信噪比, NF为系统噪声系数.如果是扩频系统,还需要减去扩频增益. 2 对于GSM来说,其灵敏度一般为-110dBm左右(基站),和具体的配置有关系.从仿真来看, GSM的解调Eb/N0为4-5dB. 3 见1. snow99: 好象在说GPS, 不是GSM, 虽然看起来很像 GPS RF BW: 2.046 MHz Modulation: BPSK Process Gain: 46 d Thermal Noise Floor: kTB = -111 dBm/2.046MHz Required Eb/N0: 6 dB (不太清楚, 可以修正)

Receiver NF: 3 dB (Typical) Sensitivity: -111 + 6 + 3 - 46 = -148 dBm 这只是一个大致结果, 考虑系统的其他算法以及Doppler校正, 最终灵敏度在-154 ~ -149之间 https://www.360docs.net/doc/7d18749628.html,] Arm720: 楼上朋友对灵敏度的描述已经非常清楚了,降低系统的信噪比和噪声系数能提高系统的灵敏度.那么对于设计来说是不是可以这么理解: 1)根据灵敏度公式估算系统的接收灵敏度 2)根据估算的系统接收灵敏度计算对芯片接收灵敏度的要求 芯片接收的灵敏度反映了对前级放大器噪声系数和信噪比的设计要求. 不知我的理解是否正确,如果是这样,估算的原则又是什么那些参考书上有描述,我想详细的研究一下,多谢了! 那位测试过GPS信号的朋友能说一下GPS信号的接收功率和信噪比吗 Arm720: 看来我的发帖晚了一部,多谢jinfoxhe和snow99兄! 不过snow99兄的计算方法和上面公式好像对不上.你描述的是对GPS接收系统的需求,不只这些需求是如何计算出来的. 多谢了! 以下是引用jinfoxhe在2006-4-24 8:56:00的发言: 1 灵敏度的计算公式:S=-174dBm+10*log(BW)+Eb/N0+NF. BW一般为中频带 宽,Eb/N0为芯片在一定误码的情况下解调需要的信噪比, NF为系统噪声系数.如果是扩频系统,还需要减去扩频增益. 2 对于GSM来说,其灵敏度一般为-110dBm左右(基站),和具体的配置有关系.从仿真来看, GSM的解调Eb/N0为4-5dB. 3 见1. 今天仔细看了看jinfoxhe兄的帖子,发现对关键问题进行了描述"Eb/N0为芯片在一定误码条件下的解调需要的信噪比",也就是说,你选的芯片就决定了接收系统灵敏度的理论值,这

声压级和灵敏度的关系

1）分贝，人们日常生活中遇到的声音，若以声压值表示，由于变化范围非常大，可以达六个数量级以上，同时由于人体听觉对声信号强弱刺激反应不是线性的，而是成对数比例关系。所以采用分贝来表达声学量值。所谓分贝是指两个相同的物理量（例A1和A0）之比取以10为底的对数并乘以10（或20，视适用对像而定）。N = 10lg(A1/A0) 分贝符号为"dB"，它是无量纲的。式中A0是基准量（或参考量），A是被量度量。被量度量和基准量之比取对数，这对数值称为被量度量的"级"。亦即用对数标度时，所得到的是比值,它代表被量度量比基准量高出多少"级"。 2）声压，指在某一瞬时压强相对于无声波时的压强变化（改变量）。符号P。单位N/㎡(牛顿/平方米) ，或Pa(帕斯卡）? 声压和声强有密切的关系，在自由声场中，测得声压和已知测点到声源的距离，就可计算出该测点之声强和声源的声功率。 3）声压级，人耳对声音强弱的变化的感受并不与声压成正比，而与声压的对数成正比。单位为DB。声压级：LP = 20lg(P/P0) 式中：LP——声压级（dB）； P ——声压（Pa）； P0——基准声压，为2×10^-5Pa，该值是对1000HZ声音人耳刚能听到的最低声压。 现在我们来说一下你从书上看到的观点： “正常谈话时语言的声功率为1μW,大声讲话时可增加到1mW，正常讲话时与人距离1m时的平均声压级为65~69dB。 这些数据让我有点不懂了，书前面所讲的功率级差分贝的计算和这些数据有什么根本关系没有？书前面公式功率级差分贝（dB）=10lg（p1/p0）”现在假设我们人正常说话时为60dB,则功率的推算方法如下： 60dB=10lg(P/P0)=10lg(P/10^12)=10*(lgP + 12),可推出10lgP=-60 即lgP=-6, 即P=1μW。你可能会部，为什么这里的60dB可以直接代入功率级与功率的换算公式里面呢？因为这里的功率级和声压级都是无量纲的。 做音响调音的和声压有关的还有以下几个公式和推理，顺便说一下： 1）施加给音箱的功率(W)和声压级(dB)之间的换算，Lp=10lgW 式中：Lp----为声压级； W----为声功率； 由上式可推出，当功率为2W时Lp=10lg2=3dB,4W时 Lp=10lg4=6dB,---------这样我们就可以得出一条定律：施加给音箱的功率每增加一倍，声压级增加3dB。 2）声音在室内，温度为20℃时距音源一定距离时衰减量为：L=20lgD 式中：L----衰减量（dB） D----离音源正面距离（M） 由上式可推出，距音源1M处衰减量为L=20lg1=20*0=0dB,2M上衰减量为L=20lg2=20*0.3=6dB，4M衰减量为L=20lg4=20*0.6=12dB,------------这样我们就可以得出一条定律：在室内环境，温度为20℃时距离每增加1倍，声压级衰减6个dB。 3）音箱发出的声音到达某点的声压级数值=音箱灵敏度+10lg（此时音箱的输入功率）-20lg（听音位置到音箱的距离）。

现代无线电接收机的系统噪声系数分析

关键词: noise factor, noise figure, noise-figure analysis, receivers, cascaded, Friis equation, direct conversion, zero-IF, low-IF, Y-factor, noise temperature, SSB, DSB, mixer as DUT, mixer noise figure, noise folding, Boltzmann constant 设计指南5594 现代无线电接收机的系统噪声系数分析 Charles Razzell, 执行总监 ? Apr 16, 2014, Maxim Integrated Products, Inc. 摘要：噪声系数的一般概念很好理解，并被系统和电路设计人员广泛采用，尤其被产品定义和电路设计者用来表示噪声性能，以及预测接收系统的总体灵敏度。引言 当信号链中存在混频器时，噪声系数分析就会产生原理性问题。所有实数混频器均折叠本振(LO)频率附近的RF频谱，产生输出，其中包括两个边带频率的叠加，合成公式为f OUT = |f RF - f LO|。在外差式结构中，可能认为其中之一是杂散频率，而另一成分才是有用的，因此需要采用镜像抑制滤波或镜像消除方法来大幅消除这些响应中的一种响应。在直接转换接收机中，情况则不同：两个边带(f RF = f LO 的上边带和下边带)均被转换并用于预期信号，所以其实是混频器的双边带应用。 业内经常使用的各种定义解释噪声折叠的不同程度。例如，传统的单边带噪声系数F SSB，假设允许来自于两个边带的噪声折叠至输出信号，但只有一个边带对表示预期信号有用。如果两处响应的转换增益相等，这就自然造成噪声系统增大3dB。相反，双边带噪声系数假设混频器的两处响应包含有预期信号，则噪声折叠(以及对应的信号折叠)不影响噪声系数。双边带噪声系数被应用于直接转换接收机以及射电天文接收机。然而，较深层次的分析表明，对于设计者来说，为给定的应用选择正确的噪声系数的―方式‖，然后替代标准弗林斯公式中的数字是不够的。如果这么做，会造成分析结果产生相当大的错误，当混频器或混频器之后的器件对确定系统噪声系数的作用比较重要时，甚至会产生严重后果。 本文综合介绍噪声系数的基本定义、混频器级联模块的公式分析方法，以及评估噪声系数的典型实验室方法。在第一部分中，我们介绍具有一个或多个混频器时如何修改级联噪声系数公式，并得出适用于常用下变频结构的公式。我们在第二部分继续深入讨论噪声系数测量的Y因子法。第二部分中，我们集中讨论混频器作为被测器件的情况，以便利用第一部分得出的级联公式得出适用的混频器噪声系数的测量方法。 混频器噪声的概念模型

噪声声压级等相互概念

第5章噪声监测 （1）声功率（W） 声功率是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。 在噪声监测中，声功率是指声源总声功率。单位为W。 （2）声强（I） 声强是指单位时间内，声波通过垂直于声波传播方向单位面积的声能量。单位为W/米2（W/m2）。 （3）声压（P） 声压是空气受声波干扰而产生的压力增值。单位为Pa。声波在空气中传播时形成压缩和稀疏交替变化，所以压力增值是正负交替的。但通常讲的声压是取均方根值，叫有效声压，故实际上总是正值，对于球面波和平面波，声压与声强的关系： I = P2/ρc 式中：ρ-空气密度； c-声速。 5.1.5.2 分贝、声功率级、声强级和声压级 （1）分贝 人们日常生活中听到的声音，若以声压值表示，由于变化范围非常大，可以达六个数量级以上，同时由于人体听觉对声信号强弱刺激反应不是线形的，而是成对数比例关系。所以采用分贝来表达声学量值。所谓分贝是指两个相同的物理量（例A1和A0）之比取以10为底的对数并乘以10（或20）。 N=10lg(A1/A0) 分贝符号为"dB"，它是无量纲的。 式中：A0是基准量（或参考量），A1是被量度量。 被量度量和基准量之比取对数，这对数值称为被量度量的"级"。 （2）声功率级 L w =10lg(W/W0) 式中：L w——声功率级（dB）； W——声功率（W）； W0——基准声功率，为10-12 W。 （3）声强级

L I = 10lg(I/I0) 式中：L I——声强级(dB)； I——声强（W/m2）； I0——基准声强，为10-12 W/m2。 （4）声压级 L P = 20lg(P/P0) 式中：L P——声压级（dB）； P——声压（Pa）； P0——基准声压，为2×10-5Pa，该值是对1000Hz声音人耳刚能听到的最低声压。 5.1.5.3 噪声的叠加和相减 （1）噪声的叠加 两个以上独立声源作用于某一点，产生噪声的叠加。 声能量是可以代数相加的，设两个声源的声功率分别为W1和W2，那么总声功率W总=W1+W2。而两个声源在某点的声强为I1和I2时，叠加后的总声强:I总= I1+I2。但声压不能直接相加。 总声压级：L P=10lg[10(L p1/10)+10(L p2/10)] 式中L P——总声压级，dB； L P1——声源1的声压级，dB； L P2——声源2的声压级，dB。 如L P1=L P2，即两个声源的声压级相等，则总声压级： L P =L P1+10lg2≈L P1+3(dB) 也就是说，作用于某一点的两个声源声压级相等，其合成的总声压级比一个声源的声压级增加3dB。当声压级不相等时，按上式计算较麻烦。可以利用图11-1或表11-3查值来计算。方法是：设L P1>L P2,以L P1-L P2值按表或图查得ΔL P，则总声压级L P总=L P1+ΔL P。

第2章 噪声系数和噪声温度

通常需要描述一个电路或系统内部噪声的大小，因此需要引入相应的物理量（噪声系数或噪声指数）来描述。 一．噪声系数的定义 图 2-35 为一线性四端网络, 它的噪声系数定义为输入端的信号噪声功率比(S/N)i 与输出端的信号噪声功率比(S/N)o 的比值, 即 图 2-35 噪声系数的定义 第四节 噪声系数和噪声温度 线性电路K P N F S i N i S o N o 信号功率 噪声功率

图中, K P 为电路的功率传输系数(或功率放大倍数)，K P =Ｓo /S i 。 用N a 表示线性电路内部附加噪声功率在输出端的输出, 考虑到K P =Ｓo /S i , 上式可以表示为： o o i i o i F N S N S N S N S N ==)()(1i p a a p p F i i N K N N K K N N N +==+o p o F i p i N K N N N K N ==噪声系数通常用dB 表示, 用dB 表示的噪声系数为 o i F F N S N S Lg LgN dB N )()(1010)(==

关于噪声系数，有以下几点需要说明： (1) 由于噪声功率是与带宽B相联系的，为了不使噪声系数依赖于 (1) 指定的频宽，因此国际上式(2-6 (2-611)定义中的噪声功率是指单位频带内的噪声功率，即是指输出、输入噪声功率谱密度。此时的噪声系数将随指定的工作频率不同而不同，即表示点频的噪声系数。 (2) 由式(2-60)可以看出，输入、输出信号功率是成比例变化的， (2) 即噪声系数与输入信号大小无关，但却与输入噪声功率Ni有关，因此，为了明确，在噪声系数的定义中，规定输入噪声功率Ni为信号源内阻Rs的热噪声最大输出功率（由前可知为kTB），并规定温度为290K。

GPS信号功率,信噪比和系统灵敏度

GPS信号功率，信噪比和系统灵敏度讨论（摘自网上论坛 (2009-12-15 12:40:30) 转载 标签： 噪声功率 gps 热噪声 灵敏度 it GPS信号功率，信噪比和系统灵敏度讨论 Arm720: 讨论这个议题的主要起因是：灵敏度（sensitivity）是如何确定的。[https://www.360docs.net/doc/7d18749628.html,] 问题：我们经常看到某些GPS芯片厂商宣称自己的芯片灵敏度是如何的高，但是根据对整个系统的分析可以看出系统的灵敏度主要取决于第一级LNA的设计，GPS产品的灵敏度取决于GPS芯片和放大器的设计，那么就带来下面的问题：[https://www.360docs.net/doc/7d18749628.html,] 1）系统的灵敏度是如何计算的？芯片的灵敏度对系统设计有什么影响？[https://www.360docs.net/doc/7d18749628.html,] 2）接收GPS信号的功率和信噪比是一个什么样的水平？[https://www.360docs.net/doc/7d18749628.html,] 3）如何按照信噪比，信号功率设计系统灵敏度？[https://www.360docs.net/doc/7d18749628.html,] [https://www.360docs.net/doc/7d18749628.html,] 这真是一篇超精华的帖子!感谢楼主和参与的所有人![5 2

jinfoxhe: R1 灵敏度的计算公式：S=-174dBm+10*log(BW)+Eb/N0+NF. BW一般为中频带宽，Eb/N0为芯片在一定误码的情况下解调需要的信噪比，NF为系统噪声系数。如果是扩频系统，还需要减去扩频增益。 2 对于GSM来说，其灵敏度一般为-110dBm左右(基站），和具体的配置有关系。从仿真来看，GSM的解调Eb/N0为4-5dB. 3 见1。 snow99: 好象在说GPS, 不是GSM, 虽然看起来很像 GPS RF BW: 2.046 MHz Modulation: BPSK Process Gain: 46 dB Thermal Noise Floor: kTB = -111 dBm/2.046MHz Required Eb/N0: 6 dB (不太清楚, 可以修正) Receiver NF: 3 dB (Typical) Sensitivity: -111 + 6 + 3 - 46 = -148 dBm 这只是一个大致结果, 考虑系统的其他算法以及Doppler校正, 最终灵敏度在-154 ~ -149之间 https://www.360docs.net/doc/7d18749628.html,] Arm720: 楼上朋友对灵敏度的描述已经非常清楚了，降低系统的信噪比和噪声系数能提高系统的灵敏度。那么对于设计来说是不是可以这么理解：

必学噪声(声压级)

第5章噪声监测 △本章教学目的、要求 1．掌握噪声的概念、分类、危害； 2．了解噪声监测参数； 3．掌握噪声测量仪器结构、原理、操作方法； 4．掌握噪声监测方法。 △本章重点 噪声的分类、危害；等效连续声级、计权声级、声级计；噪声监测。 △本章难点 等效连续声级、噪声监测 △本章教学目录 5.1概述 5.2噪声监测 5.1 概述 5.1.1噪声的概念 声音：受作用的空气发生振动，当振动频率在20-20000Hz时作用于人的耳鼓膜而产生的感觉。 噪声：为人们生活和工作所不需要的声音。 5.1.2噪声的分类 5.1.2.1 机理分类 从噪声发生的机理，可将噪声分为三大类： (1)空气动力性噪声：是由气体振动产生的，当气体中存在涡流或发生压力突变时引起气体的扰动。 (2)机械性噪声：是固体振动产生的，在撞击、摩擦、交变作用应力作用下，机械金

属板、轴承、齿轮等发生的振动。 (3)电磁性噪声：是由于磁场脉动、磁致伸缩、电源频率脉动等引起电气部件的振动而产生的。 5.1.2.2 按来源分类 一是交通噪声：指机动车辆、船舶、航空器等交通运输工具在运行过程中产生的噪声； 二是工厂噪声：指工矿企业在生产活动中各种机械设备产生的噪声； 三是建筑施工噪声：指在施工活动中由各种建筑施工机械运转时产生的噪声； 四是社会生活噪声：指人类的社会活动和家庭活动产生的噪声。 五是自然噪声：指除去交通、工业、建筑施工、社会生活噪声的其他噪声。 5.1.3环境噪声的主要特征 (1) 噪声是感觉公害 (2) 噪声具有局限性和分散性 5.1.4噪声的危害 (1)损伤听力，造成噪声性耳聋 在强噪声下工作一天，只要噪声不是过强（120分贝以上），事后只产生暂时性的听力损失，经过休息可以恢复；但如果长期在强噪声下工作，每天虽可以恢复，经过一段时间后，就会产生永久性的听力损失，过强的噪声还能杀伤人体。见表5-1。 (2)干扰睡眠 (3)干扰语言通讯。见表5-2。 (4)影响人的心理变化 (5)能诱发多种疾病 5.1.5噪声监测参数及其分析 5.1.5.1声功率、声强和声压 （1）声功率（W） 声功率是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。 在噪声监测中，声功率是指声源总声功率。单位为W。 （2）声强（I） 声强是指单位时间内，声波通过垂直于声波传播方向单位面积的声能量。单位为W/米2（W/m2）。

接收灵敏度的定义

接收灵敏度的定义 摘要：本应用笔记论述了扩频系统灵敏度的定义以及计算数字通信接收机灵敏度的方法。本文提供了接收机灵敏度方程的逐步推导过程，还包括具体数字的实例，以便验证其数学定义。 在扩频数字通信接收机中，链路的度量参数Eb/No (每比特能量与噪声功率谱密度的比值)与达到某预期接收机灵敏度所需的射频信号功率值的关系是从标准噪声系数F的定义中推导出来的。CDMA、WCDMA蜂窝系统接收机及其它扩频系统的射频工程师可以利用推导出的接收机灵敏度方程进行设计，对于任意给定的输入信号电平，设计人员通过权衡扩频链路的预算即可确定接收机参数。 从噪声系数F推导Eb/No关系 根据定义，F是设备(单级设备，多级设备，或者是整个接收机)输入端的信噪比与这个设备输出端的信噪比的比值(图1)。因为噪声在不同的时间点以不可预见的方式变化，所以用均方信号与均方噪声之比表示信噪比(SNR)。 图1. 下面是在图1中用到的参数的定义，在灵敏度方程中也会用到它们： Sin = 可获得的输入信号功率(W) Nin = 可获得的输入热噪声功率(W) = KTBRF其中： K = 波尔兹曼常数= 1.381 × 10-23 W/Hz/K， T = 290K，室温 BRF = 射频载波带宽(Hz) = 扩频系统的码片速率 Sout = 可获得的输出信号功率(W) Nout = 可获得的输出噪声功率(W) G = 设备增益(数值) F = 设备噪声系数(数值) 的定义如下： F = (Sin / Nin) / (Sout / Nout) = (Sin / Nin) ×(Nout / Sout) 用输入噪声Nin表示Nout： Nout = (F × Nin × Sout) / Sin其中Sout = G × Sin 得到： Nout = F × Nin × G 调制信号的平均功率定义为S = Eb / T，其中Eb为比特持续时间内的能量，单位为W-s，T是以秒为单位的比特持续时间。

噪声系数测量手册part1

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。