噪聲指數(shù)(Noise Figure)主要測(cè)量的是組件的信噪比(Signal-to-noise Ratio, SNR)性能，信噪比是誤碼率(BER)和載波/噪聲比(C/N)等大部分?jǐn)?shù)字通信參數(shù)的基礎(chǔ)。以往只會(huì)針對(duì)射頻(RF)到射頻的組件，也就是低噪聲放大器(LNA)，進(jìn)行噪聲指數(shù)測(cè)量，但在過(guò)去幾年，低噪聲放大器已被整合到接收器中，將信號(hào)從天線端帶到模擬或數(shù)字基帶的單元(I和Q)，因此，測(cè)試射頻到基帶架構(gòu)的噪聲指數(shù)已經(jīng)變得越來(lái)越普遍。

測(cè)試射頻到基帶架構(gòu)的噪聲指數(shù)已是射頻組件量產(chǎn)測(cè)試必經(jīng)的步驟，為縮短測(cè)試時(shí)間和降低測(cè)試成本，必須在自動(dòng)化測(cè)試設(shè)備中導(dǎo)入冷噪聲，或使用具任意波形發(fā)生能力噪聲源的Y系數(shù)方法來(lái)進(jìn)行測(cè)試。

射頻到基帶的前端電路包含一個(gè)與混頻器串接的低噪聲放大器，混頻器可以將射頻信號(hào)降頻轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)，這樣的組合在今日射頻組件的大量生產(chǎn)(HVM)測(cè)試中，已經(jīng)相當(dāng)普遍。雖然測(cè)量這些組件的噪聲指數(shù)所使用的方法與測(cè)量射頻到射頻組件的方法相同，但臺(tái)式測(cè)試設(shè)備與自動(dòng)化測(cè)試設(shè)備(ATE)，以及射頻到射頻組件與射頻到基帶組件之間的運(yùn)用方式還是有些不同。

噪聲系數(shù)為噪聲指數(shù)根本

噪聲指數(shù)可測(cè)量出組件會(huì)帶入多少噪聲到系統(tǒng)中，在射頻到基帶的接收器中，通過(guò)噪聲指數(shù)測(cè)量，可得知降頻轉(zhuǎn)換和放大過(guò)程會(huì)加入多少的噪聲。噪聲指數(shù)與信噪比這項(xiàng)基本的參數(shù)有關(guān)，從最早期的音響設(shè)備到最新一代的個(gè)人通信裝置等各種電子應(yīng)用中，信噪比都是極為重要的參數(shù)。 噪聲系數(shù)(Noise Factor, F)雖然較少使用，卻是噪聲指數(shù)的根本。噪聲系數(shù)是以線性的格式描述因某個(gè)組件所造成的信噪比降低程度：

(1)
噪聲系數(shù)是在標(biāo)準(zhǔn)化的參考溫度T=T0(IEEE訂為290K，約17℃)下，將輸入端的信噪比與輸出端的信噪比相除的結(jié)果。溫度之所以成為一項(xiàng)條件，是因?yàn)殡娮与娐分械脑肼曋饕怯山M件傳導(dǎo)媒介中的電子熱擾動(dòng)(Thermal Agitation)所造成的，又稱為熱噪聲。由圖1描繪的方程式(1)可以看出這種噪聲對(duì)組件的影響：經(jīng)待測(cè)組件(DUT)放大后(增益值為G)的輸入功率位準(zhǔn)以及待測(cè)組件的輸出端所增加的噪聲降低了信噪比。請(qǐng)注意，輸入信號(hào)和輸入噪聲都被待測(cè)組件放大，使得兩者在待測(cè)組件輸出端的位準(zhǔn)都變高。然而，由于待測(cè)組件也會(huì)帶入一些噪聲，因此，輸出端的總噪聲會(huì)大幅提高。
信號(hào)通過(guò)半導(dǎo)體組件后，信噪比降低

圖1　信號(hào)通過(guò)半導(dǎo)體組件后，信噪比降低。圖中，輸入信號(hào)(a)的峰值功率不高，且信噪比很理想，但輸出信號(hào)(b)的峰值振幅變高，同時(shí)噪聲底線也提高，導(dǎo)致整體的信噪比性能變差。

較常使用的術(shù)語(yǔ)是噪聲指數(shù)，一般以NF代表，其定義與噪聲系數(shù)有關(guān)，描述兩者關(guān)系的方程式如下：

NF |dB = 10log10(F)　　　　　(2)  

噪聲指數(shù)測(cè)量之道

測(cè)量射頻到射頻噪聲指數(shù)的方法有好幾種，包括Y系數(shù)(Y-factor)、冷噪聲(Cold Noise)、雙倍功率(Twice-power)等，然而，就主流的射頻到基帶組件而言，只有其中兩種最常使用，分別是Y系數(shù)和冷噪聲方法，兩種方法各有其優(yōu)點(diǎn)。

Y系數(shù)測(cè)量

測(cè)量噪聲指數(shù)的Y系數(shù)方法可能是已知最古老的方法，大部分噪聲指數(shù)量表和分析儀幕后所采用的正是這種方法。測(cè)量時(shí)，須將一個(gè)噪聲源灌到待測(cè)組件的輸入端，然后在待測(cè)組件的輸出端測(cè)量噪聲功率。如此來(lái)，即可得到噪聲功率測(cè)量的比值，也就是Y系數(shù)，再進(jìn)一步算出噪聲指數(shù)。

Y系數(shù)方法須將噪聲源灌到待測(cè)組件的輸入端，如圖2所示。測(cè)量時(shí)，要先將噪聲源的電源打開(kāi)再關(guān)閉，每一次都要在待測(cè)組件的輸出端進(jìn)行一次功率測(cè)量。Y系數(shù)的定義為“熱”條件與“冷”條件下所測(cè)得之噪聲功率(以瓦為單位)的比值：
  　(3)  
“熱” 條件指的是噪聲源的電源為開(kāi)啟狀態(tài)，并將噪聲加到待測(cè)組件中，就像利用信號(hào)產(chǎn)生器提供電壓或電源信號(hào)到待測(cè)組件的輸入端一樣。“冷”條件指的是噪聲源的電 源未開(kāi)啟，但還是有連接到待測(cè)組件的輸入端。幾乎所有噪聲源的“關(guān)閉”或“冷”條件狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)都提供一個(gè)50歐姆的終結(jié)負(fù)載到待測(cè)組件的輸入端。