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技術(shù)應(yīng)用

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分貝、信噪比、駐波比等幾個指標的定義及意義(下)

發(fā)布時間:2023-06-14作者來源:金航標瀏覽:4496


三、噪聲系數(shù)

為了衡量某一線性電路(如放大器)一系統(tǒng)(如接收機)的噪聲特性,通常需要引入一個衡量電路或系統(tǒng)內(nèi)部噪聲大小的量度。有了這種量度就可以辨別不同電路噪聲性能的好壞,也可以據(jù)此進行測量。廣泛使用的一個噪聲量度稱作噪聲系數(shù)NF (Noise Figure)

由于放大器本身有噪聲,輸出端的信噪比輸入端信噪比是不一樣的。通常,輸出端的信噪比小于輸入端的信噪比,因此NF定義為”輸入端信噪比(沒有化為分貝)與輸出端信噪比(沒有化為分貝)的比較值”,再取對數(shù),單位為“dB”。

NF=10 lg(輸入端信噪比/輸出端信噪比image.png

噪聲系數(shù)的理想值是0dB,實際是做不到的。

例子:放大鏈路的前端,由于信號非常微弱,對放大器自身的噪聲系數(shù)有較高的要求,因此前端要求使用低噪聲放大器(LNA - Low Noise Amplifier)。image.png放大器產(chǎn)品的NF做得很好!

四、駐波比

駐波比全稱為電壓駐波比,又名VSWR和SWR(Voltage Standing Wave Ratio)。

駐波比計算式定義為:SWR = (1+K) / (1-K)   

其中k為反射系數(shù)。 k取值范圍為:0< k <1

駐波比就是一個數(shù)值(沒有單位),用來表示天線和電波發(fā)射臺是否匹配。

SWR的理想值等于1發(fā)射傳輸給天線的電波沒有任何反射(k=0),全部高頻能量輻射出去。如果SWR值大于1,則表示有一部分電波被反射回來,最終變成熱量,使得饋線升溫。被反射的電波在發(fā)射輸出口也可產(chǎn)生相當(dāng)高的電壓,有可能損壞發(fā)射臺。

駐波比為無窮大時(k=1),表示全反射,能量完全沒有輻射出去。

五、放大器的1dB壓縮點

1dB壓縮點(1dB Compression Point P1dB

image.png 

放大器有一個線性動態(tài)范圍,在這個范圍內(nèi),放大器的輸出功率隨輸入功率線性增加。隨著輸入功率的繼續(xù)增加,放大器進入非線性區(qū),其輸出功率不再隨輸入功率的增加而線性增加(快到天花板了),也就是說,其輸出功率低于小信號增益所預(yù)計的值。通常把增益下降到比線性增益低1dB時的輸出功率值定義為輸出功率的1dB壓縮點,用OP1dB表示(對輸入也有1dB壓縮點的問題,符號為IP1dB)。典型情況下,當(dāng)功率超過P1dB時,增益(放大倍數(shù))將迅速下降,并達到一個最大的或完全飽和的輸出功率(天花板),其值比P1dB大3-4dB。

1dB壓縮點(P1dB)衡量放大器輸出功率能力的一個指標

【假設(shè)放大器的 增益=18dB,P1dB=22dBm,輸入信號= -10dBm,則輸出=8dBm,離P1dB

很遠“,故該放大器完全工作于其線性區(qū)域。P1dB是放大器固有指標,不是實際信號輸出值】

 

三階截點IP3 --- 3rd order intercept point是表示線性度或失真性能的參數(shù)。IP3越高表示線性度越好和更少的失真。也分輸出三階截點(OIP3)和輸入三階截點(IIP3)。

 

六、S參數(shù)

S參數(shù)也就是散射參數(shù)

S12為反向傳輸系數(shù)也就是隔離

S21為正向傳輸系數(shù)也就是增益

S11為輸入反射系數(shù)也就是輸入回波損耗

S22為輸出反射系數(shù)也就是輸出回波損耗。

 

在矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的術(shù)語中,一般用參考通道(R)表示入射波的測量結(jié)果。A通道負責(zé)測量反射波B通道負責(zé)測量傳輸波(下圖)

 

image.png

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