對于噪聲系數(shù)測試，多數(shù)情況下會選擇Y因子方法測試，但是當待測件包含自動增益控制電路(AGC)時，Y因子方法受到一定的限制。因為當噪聲源在打開、關閉兩種狀態(tài)時，AGC電路會自動調整可變增益放大器(VGA)的增益，從而保證輸出的電平恒定，此時使用Y因子方法測得的結果已經(jīng)無法反映待測件真實的噪聲系數(shù)。那么如何進行有效的測試呢？這就是本文將要詳細介紹的內容。

眾所周知，AGC電路具有一定的起控范圍，只有輸入電平落入該范圍內，才能夠正常地作自動增益控制。如果噪聲源打開、關閉兩種狀態(tài)下，輸入至AGC電路的信號功率在其起控范圍之外，則AGC電路的工作狀態(tài)并不發(fā)生變化，此時依然可以使用Y因子法測試。

對于接收機通道模塊，往往增益非常高，所以噪聲源的開和關可能使得AGC電路能夠進行自動增益控制，此時可以使用如下兩種方法測試噪聲系數(shù)。

(1) 將AGC電路固定在一個狀態(tài)，即無論輸入信號是否變化，待測件的增益是固定的。此時可以使用Y因子法測試，而且可以測試不同增益狀態(tài)下的噪聲系數(shù)！該方法優(yōu)勢在于，可以使用自動噪聲系數(shù)測試功能，能夠快速測試不同頻率下的噪聲系數(shù)。

(2) 基于增益法測試噪聲系數(shù)，適用于不便于控制AGC增益狀態(tài)的待測件。為了保證AGC的增益在測試過程中不改變，可以使用外部信號源給待測件提供一個功率恒定的CW信號，同時測試待測件的增益和輸出噪聲功率。為了使得CW信號的相噪不影響測試結果，建議CW信號電平設置小一點，且讀取一定頻偏處(相對于CW信號)的噪聲功率。該方法需要手動操作，有一定的工作量，但不需要噪聲源。

第一種方法比較簡單，依然使用Y因子法測試。下面主要介紹第二種方法的操作步驟和注意事項。為方便起見，除非特殊說明，下文涉及的待測件均指包含AGC電路的待測件。

圖1 增益法測試AGC電路噪聲系數(shù)等效框圖

圖1給出了增益法測試噪聲系數(shù)的連接框圖，假設輸入端的噪聲功率為N in ，則輸入、輸出噪聲功率滿足如下關系

Nout ~ ~ = N ~in ~ * G + kBT ~e ~ * G

如果輸入噪聲功率為kBT0(T0=290K)，則上式可以簡化為

N ~out ~ = kBT ~0 ~ * F * G

根據(jù)上式，若增益G和輸入噪聲功率N**in已知，便可以計算出待測件的噪聲系數(shù)。需要注意，G為待測件與頻譜儀總的增益，且求解出的F為待測件與頻譜儀總的噪聲因子。傳統(tǒng)的增益法由于不會消除頻譜儀自身引入的影響，因此適用于噪聲系數(shù)較大且增益較高的待測件。下面介紹的方法，能夠修正頻譜儀自身噪聲系數(shù)引入的影響。

由于頻譜儀是經(jīng)過內部校準的，因此可以認為其增益為1，那么如果要求解待測件本身的噪聲系數(shù)，則需要如下三步：①測試待測件的增益；②確定輸入噪聲功率N in ；③確定頻譜儀本身的噪聲系數(shù)。

待測件增益的測試，首選使用矢網(wǎng)，那么對于該測試，是否適合使用矢網(wǎng)？

由于待測件包含AGC電路，使用矢網(wǎng)測試其增益本身沒有什么問題，但是在該測試中，如果要得到正確的測試結果，需要保證使用矢網(wǎng)測試增益時與采用圖1方式測試噪聲系數(shù)時的AGC狀態(tài)相同，即保證增益狀態(tài)不變。

更簡便的方法，直接使用圖1的裝置確定待測件的增益，直接比較是否連接DUT兩種情況下的輸出功率即可確定DUT的增益。

通常所說的增益法測試噪聲系數(shù)，在待測件輸入端連接50Ohm匹配負載，可以認為輸入噪聲功率為kBT0(假設室溫為T0)。如果按照圖1所給的裝置測試，還能認為待測件的輸入噪聲功率為kBT0嗎？

不能再認為輸入噪聲功率為kBT0，因為信號源輸出CW信號時，也附帶著一定的噪聲功率，該噪聲功率要大于kBT0，因此可以將信號源等效為如圖2所示的電路，包含一個理想的信號源和一個等效的放大器，等效增益和噪聲因子分別為GS和F S 。理想信號源輸出CW信號的同時，也附帶輸出kBT0的噪聲功率，圖中為饋入DUT的噪聲功率。

圖2 信號源等效電路

如何確定信號源輸出的噪聲功率呢？

分別使用頻譜儀的RMS檢波器和AVG檢波器測試CW信號功率，二者之差即為信號源輸出的噪聲功率與頻譜儀本身產(chǎn)生的噪聲功率之和N SG&SA 。假設頻譜儀的增益和等效噪聲溫度分別為GSA和

T SA ，則滿足如下關系：

NSG&SA = Nin * G SA + kBTSA * GSA

可以認為頻譜儀的增益為1 ，而頻譜儀本身的噪聲系數(shù)也可以確定，于是可以求出信號源輸出的噪聲功率。

如果使用這種方式，建議信號源輸出的CW信號功率不要太強，且使用頻譜儀測試時，建議RBW設大一些，比如5MHz。

除了使用RMS和AVG檢波器的方法外，還可以直接讀取偏離CW信號一定頻偏處的噪聲功率作為。該方法要求CW信號的相噪要非常小，不能影響讀取結果。

以上確定了待測件的輸入噪聲功率，下面按照圖1連接DUT進行測試，待測件輸出噪聲功率的確定也可以按照上述方法。使用頻譜儀不同的檢波器，或者直接讀取偏離CW信號一定頻偏處的噪聲功率。

確定待測件輸入和輸出噪聲功率后，便可以求出待測件與頻譜儀總體的噪聲因子，最后根據(jù)噪聲因子級聯(lián)公式，求出待測件本身的噪聲因子。

為了便于對上述內容的理解，下面介紹一個測試實例，實例中采用的是頻偏法確定信號源輸出噪聲功率和DUT輸出噪聲功率。DUT是一個接收機通道，包含前端低噪放、鏡頻抑制混頻器、中頻濾波器及AGC電路，通道的相關參數(shù)如下：

RF freq. ： 1345MHz~1380MHz

LO freq. ： 1385MHz

IF freq. ： 5MHz~40MHz

通道最大增益達**90dB

AGC提供40dB**的動態(tài)范圍

AGC 的起控范圍為 -120~-80dBm ( 按射頻輸入功率 )

使用外部信號源給DUT提供一個-100dBm的CW信號，如果要測試DUT在輸出中頻頻率為15MHz對應的噪聲系數(shù)，因為采用頻偏法測得噪聲功率，所以需要將CW信號頻率設置為1358MHz，而不是1370 MHz。

首先測試了待測件的增益為86dB；然后確定信號源輸出的噪聲功率，在信號源輸出CW信號的同時，觀察1370MHz處的噪聲功率，RBW為100kHz時的噪聲功率為-117.2dBm。

為了正常計算，還需要確定頻譜儀等效噪聲溫度T SA ：打開預放時，在射頻頻率處的噪聲功率譜密度為-167.32dBm/Hz，對應的噪聲系數(shù)為 6.68dB。根據(jù)噪聲因子與等效噪聲溫度的關系，便可以求出對應的噪聲溫度，代入以上公式求得的信號源輸出噪聲功率為0.45 x 10ˉ12 mW。

當連接待測件時，測試的15MHz處的噪聲功率NSG&DUT&SA為-29.32dBm，其包含了DUT輸出的總噪聲功率和頻譜儀自身引入的噪聲功率，因此滿足如下關系：

*NSG&DUT&SA * = Nin * GDUT + kBT DUT&SA * GDUT

可進一步化簡為

NSG&DUT&SA =Nin * GDUT + kBT 0 (FDUT&SA -1) GDUT

上面已經(jīng)求出N in =0.45 x 10ˉ12 mW，且待測件增益為86dB，則代入上式得

*F ~DUT&SA ~ = 7.25 *

由于待測件的增益很高，為了防止射頻以及中頻過載，此時將頻譜儀的射頻衰減度設置為60dB，那么等效的噪聲系數(shù)約為66.68dB，最終計算出的待測件的噪聲因子為

F ~DUT ~ = 7.24 ， NF ~DUT ~ = 8.6dB**