從無(wú)源混頻器的手冊(cè)中,一般找不到混頻器的噪聲系數(shù)這一指標(biāo)。
但是,在設(shè)計(jì)時(shí),我們一般假定混頻器的噪聲系數(shù)=混頻器的變頻損耗。只所以這樣近似,是因?yàn)槿魏瓮昝榔ヅ涞臒o(wú)源器件的噪聲系數(shù)等于器插入損耗,如果器件所處的溫度等于290K(16.85度)的話。
但是如果考慮到無(wú)源器件不匹配的情況下,這個(gè)值可能會(huì)有所波動(dòng),但波動(dòng)值不會(huì)很大。
但上述經(jīng)驗(yàn)法則得到的噪聲系數(shù)是DSB雙邊帶噪聲系數(shù),而對(duì)于SSB單邊帶噪聲系數(shù),則需要再加上3dB。
那到底什么是單邊帶噪聲系數(shù)?什么又是雙邊帶噪聲系數(shù)呢?
單邊帶噪聲系數(shù)(SSB NF)
我們考慮混頻器是一個(gè)無(wú)噪聲的混頻器,且增益為1,如下圖所示。
則在混頻器的RF端,看到的頻譜包括三個(gè)部分:有用信號(hào),有用信號(hào)頻率處的噪聲,鏡像頻率處的噪聲。
經(jīng)過混頻器后,以上三部分的頻譜都會(huì)被搬移到中頻上。
假設(shè)整個(gè)鏈路中,對(duì)待有用信號(hào)頻率和鏡像頻率都一視同仁,即在這兩個(gè)頻率處,增益都一致。那么輸出信噪比為輸入信噪比的一半。此處假設(shè)混頻器本身噪聲系數(shù)是0dB。
因此,雖然我們考慮的混頻器本身是無(wú)噪的,但是因?yàn)榧軜?gòu)的原因,其的噪聲系數(shù)為3dB。
當(dāng)有用信號(hào)只出現(xiàn)在LO頻率的一邊,此時(shí)混頻器的噪聲系數(shù),我們稱之為單邊帶噪聲系數(shù)(SSB)。超外差接收機(jī)一般就是這種情況。
雙邊帶噪聲系數(shù)(DSB NF)
如果RF信號(hào)是在LO兩端的話,如下圖所示。在這種情況下,有用信號(hào)帶寬內(nèi)的信號(hào)和噪聲都會(huì)被變頻到中頻,因此如果假設(shè)混頻器是無(wú)噪的,那么其輸入SNR和輸出SNR一樣。所以混頻器的噪聲系數(shù)為0dB。
這個(gè)噪聲系數(shù),稱為雙邊帶噪聲系數(shù)(DSB)。這種情況,通常發(fā)生在直接變頻接收機(jī)中。
也就是,如果整體鏈路上,當(dāng)其增益對(duì)于RF頻率和鏡像頻率而言,是一樣的話,那么混頻器的SSB噪聲系數(shù)要比DSB噪聲系數(shù)高3dB。
所以在進(jìn)行超外差接收機(jī)設(shè)計(jì)時(shí),在鏈路上會(huì)放置鏡像抑制濾波器。這個(gè)濾波器最重要的作用,就是抑制鏡像頻段處的噪聲。如果抑制度足夠的話,在估算接收機(jī)噪聲系數(shù)時(shí),就可以用DSB噪聲系數(shù)。
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原文標(biāo)題:混頻器噪聲系數(shù)那些事
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