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三毫米单片集成电路噪声系数测量技术

作者:时间:2009-12-03来源:网络收藏

(2)减小本振信号发生器相位噪声的影响
3 mm信号发生器的相位噪声采用Agilent 8563E频谱分析仪和3 mm谐波混频器和相位噪声测量软件85671A构成测量系统,能测量的offset频率最大到300 MHz,本振信号发生器相位噪声测量结果如图4所示。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/195643.htm

测量对本振相位噪声的要求应满足下述任何一种表述:
a偏离载波一个中频处的相位噪声电平不超过-130 dBm/Hz;
b本振相位噪声电平不超过[-174 dBm/Hz+NFdut+Gdut]。
实测本振信号发生器AV1482A相位噪声在偏离载波大于50MHz时均为-11O dBc/Hz,由于采用平衡混频器,其对本振噪声有20 dB的抑制度,且本振至输入端隔离为20 dB,因此,本振相位噪声在混频器输入端引起的噪声电平为:

式中:Pt(dBm/Hz)为本振相位噪声漏至混频器输入端的功率;Pc(dBm)为本振载波功率;L(dBc/Hz)为本振相位噪声;Im(dB)为混频器本振输入端至射频输入端的隔离度;Sm(dB)为混频器对本振的相位噪声的抑制度;NFdut(dB)为DUT的;Gdut(dB)为DUT的增益。
在最坏条件下,NFdut=3 dB,Gdut=0 dB,NFsys=5 dB,Gsys=30 dB。
被测件在输入阻抗为50 Ω时产生的噪声功率与本身的噪声和系统低噪声放大器的噪声在混频器输入端产生的噪声功率:
Pn=KT0+NFdut+GdutNFsys+Gsys=-174 dBm+3 dB+0 dB+5 dB+30 dB=-136 dBm/Hz
式中:NFsys(dB)为低噪声放大器的;Gsys(dB)为低噪声放大器的增益;B(Hz)为噪声带宽;T0(K)为标准温度(290 K);K为波尔兹曼常数(1.38×10-23)。
结论:本系统本振相位噪声在混频器输入端产生的噪声电平均不超过要求:
-147 dBm/Hz-130 dBm/Hz满足a项要求;
-147dBm/Hz-136 dBm/Hz满足b项要求。
由于噪声系数测量时要做系统校准,对系统二级噪声进行修正,因此满足上述条件就不会对噪声系数测量不确定度产生影响。
(3)在系统中加入3 mm低噪声放大器
在3 mm频段平衡混频器变频损耗>1O dB,噪声系
数也在这样的量级,如果系统加入低噪声放大器,不仅减小了系统二级噪声的贡献,也使系统工作十分稳定,测量数据的重复性很好。同时减小了系统本振相位噪声对系统测量的影响。
(4)计算了测量系统动态范围
①放大器动态范围的估算:
考虑到放大器的增益和噪声系数的起伏,取其噪声系数为5 dB,则:

放大器P-1dB压缩点的输入信号为-40 dBm,所以放大器的动态范围为23.6 dBm。
②系统动态范围的估算
噪声源输出功率的估算:
首先求噪声源平均超噪比值(ENR):

输出噪声功率为:


这样估算出系统的动态范围为15dB左右,因此,增益大于15 dB的放大器需在放大器后接入衰减器一同测试。



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