現代接收系統通常必須處理非常弱的信號，但系統組件添加的噪聲往往會掩蓋那些非常弱的信息。

靈敏度、誤碼率（BER），最重要的是，我們今天的主題，噪聲系數是表征接收系統處理低電平信號能力的系統參數。

下面我們將討論表征系統噪聲系數（NF）以處理低電平信號和改進產品設計的內容、原因、時間和位置。

噪聲系數，也稱為噪聲因子，可以定義為信號通過系統網絡時信噪比（SNR）的降低。

噪聲系數的獨特之處在于，它不僅適用于表征單個部件，如低噪聲放大器、下變頻器和IF濾波器，而且適用于整個系統本身。在我們的案例中，“網絡”是頻譜或信號分析儀（SA）。

基本上，較低的數值意味著網絡添加的噪聲非常少（好），較高的噪聲數值意味著它添加了大量噪聲（壞）。該概念僅適用于那些處理信號并具有至少一個輸入和一個輸出端口的網絡。

圖中提供了噪聲系數的基本表達式。

噪聲系數是當輸入源溫度為290°K時，輸入端和輸出端各自的信噪功率比之比。

此外，噪聲系數通常以分貝表示：

Why and When

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TTSP

在處理小信號時，噪聲系數是一個關鍵的系統參數，它可以讓我們通過量化添加的噪聲來進行比較。知道了噪聲系數的值，我們就可以根據系統的帶寬來計算系統的靈敏度。

重要的是要記住，系統的噪聲系數與其增益是分開的。一旦將噪聲添加到信號中，隨后的增益級將信號和噪聲放大相同的量，并且這不會改變SNR。

圖中.a顯示了放大器的輸入，峰值比本底噪聲高40dB；圖中.b顯示了產生的輸出信號。增益使信號和噪聲水平提高了20 dB，并增加了自身的噪聲。結果，輸出信號的峰值現在僅比本底噪聲高30dB。因為信噪比的降低是10dB，所以放大器具有10dB的噪聲系數。

在放大器的輸入和輸出處比較的相對信號和噪聲水平。由于放大器添加的噪聲，噪聲電平比信號電平增加得更多。

圖中:放大器輸入端（a）和輸出端（b）的信號示例。注意，由于放大器電路添加的噪聲，噪聲電平比信號電平上升得更多。這種信號和噪聲的變化就是放大器噪聲系數。

通過控制系統組件的噪聲系數和增益，RF設計者可以直接控制整個系統的噪聲系數，一旦您確定了噪聲系數的值，就可以很容易地根據系統帶寬估計系統靈敏度。

Where (& How)

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TTSP

懸而未決的問題是：影響噪聲系數的系統噪聲源在哪里？大多數噪聲由電氣設備中的普通現象引起的自發波動組成，這種噪聲通常是平的。我們對這種噪聲進行測量以表征噪聲系數。這些噪聲源分為兩大類：熱噪聲和散粒噪聲。

還有一點需要注意：重要的是要考慮到，在噪聲系數測量中測量的一些功率可能是某種類型的干擾，而不是噪聲。因此，至關重要的是要警惕和防范這種情況，在屏蔽室中進行測量，以確保我們只看到我們想要測量的自發噪聲。

可以使用信號分析儀、噪聲源和專用的噪聲系數測量應用程序進行噪聲系數測量。

圖中使用信號分析儀、噪聲源和專用噪聲系數應用程序在DUT上進行噪聲系數測量所需的兩個步驟的高級視圖。

測量噪聲系數最常用的方法是Y因子法，它需要兩個步驟：校準和DUT的噪聲系數測量。首先通過將噪聲源連接到信號分析儀的前端來校準信號分析儀。在第二步中，將DUT連接到信號分析儀的前端，并將噪聲源連接到DUT的輸入端——然后，信號分析儀的噪聲系數測量應用程序可以表征DUT的噪聲系數。

Wrapping Up

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TTSP

回顧一下，噪聲系數是衡量信號通過系統或設備時信噪比（SNR）退化的指標。

您可以對完整的系統或組件進行噪聲系數測量。噪聲數字告訴我們在信號通過系統或設備時，信號中加入的噪聲的相對量。低噪聲值表示DUT的性能更好。

噪聲系數是一種快速而簡單的測量方法，用于表征信號通過系統或設備時設備信噪比（SNR）的下降，告訴您信號中添加的相對噪聲量。而且，在考慮設計時，請記住，噪聲系數是一種可以用來提高設備性能的方法。