2019年9月20日- BNC 8060噪声参数方程

射频设计人员经常发现自己的工作是将电路的输入功率与50欧姆信号源匹配。这项任务的目标是开发一个匹配的网络，将大部分的输入功率传递给设备。为此，对匹配网络进行了优化，使网络对信号源的反射系数在所需的频率范围内很低(通常小于-10dB回波损耗)。

研究低噪声放大器的射频设计人员也对尽量减少设计中的噪声感兴趣，换句话说，这意味着增加系统的灵敏度。同一输入匹配网络能否同时做到降低输入反射系数和减小噪声系数?

要回答这个问题，我们需要知道电路的噪声参数，然后再进行匹配。噪声参数是什么?噪声参数描述了设备产生的输入和输出噪声波(或电压或电流)之间的自相关和互相关。最常用的表示方法是使用噪声相关矩阵。然而，在实践中使用噪声参数而不是使用这些矩阵。噪声参数给出了相同的信息，但可以说是以一种更直观的方式。

噪声参数有不同的表示方法。最小噪声因子F_最小值，就是这样一个噪声参数。有时它被它的dB表示，最小噪声数字，NF所取代_最小值，有时用最小噪声温度T来描述_最小值, F_最小值= 1 + T_最小值/ T₀和T₀=290K为参考温度。T₀=290K并不是典型的实验室温度，但它很接近，当乘以玻尔兹曼常数时，得到4×10^-21年这很容易使用，特别是当一个人只有计算尺来做分析……

F_最小值指示设备在给定的工作点(电源电压和电流)、频率和温度下所能达到的绝对最低噪声系数。

关于如何实现F_最小值来自另一个噪声参数Γ_选择，是信号源的最佳反射系数，得到F_最小值．Γ_选择也可以用最优阻抗Z_选择，或最佳导纳Y_选择．

如果匹配的网络将设备的输入阻抗转换为信号源阻抗和的共轭也将信号源阻抗转移到Z_选择从设备上看，设备是功率匹配和噪声匹配的。但是，如果这个匹配网络不能实现Z_选择而是创建Z_年代≠Z_选择，则设备噪声系数将大于F_最小值．

大多少?由于失配导致的噪声系数的增加量取决于最后一个噪声参数。通常，等效噪声电阻R_n，表示该噪声参数。R_n，则该器件的噪声因子表达式为

，

在Y_年代Z = 1 /_年代Y_选择Z = 1 /_选择,是Y的实部吗_年代．噪声系数也可以写成反射系数的函数

，

从阻抗到反射系数的传统转换

在其中Z₀为特性阻抗，通常为50 Ω。

熟悉行波、s参数和反射系数的网络分析的设计者可能会发现噪声因子的最后表达式是非典型的。特别是" + "符号，比如，并不常见。此外，一个设计师，谁想重新分析噪声参数后，短互连线添加在输入，将发现调整相位根据传输线的长度是直往前的，F_最小值不变，但R_n确实是这样，但并不直接。

当R_n是常用的，它不是一个基本的噪声参数。一个更好的噪声参数是Lange不变参数N，为什么N是一个更好的噪声参数?首先,像F_最小值，当设备嵌入无损无源网络时，N不变。在上面的例子中，在设备输入处的短互连将保持N和F_最小值不变。第二，N允许检查噪声参数测量的准确性。文献表明，F_最小值1≤4N必须为真，如果噪声参数没有显示出这种关系，那么它们在测量中的误差。第三，对于许多晶体管F_最小值1)≈2 n。这种关系对于包络分析的背面是非常方便的。第四，N的晶体管尺寸与F相似_最小值．

因为N和R一样_n，表示噪声因子对Z之间不匹配的敏感性_年代和Z_选择或Y之间_年代和Y_选择, R_nN是相关的。事实上，它们是通过

．

将噪声因子用N重铸为:

或

．

噪声因子表达式可以简化为

或

只有两个噪声参数F_最小值和Y_选择(或或Z_选择）.

无论采用Rn还是N，无论是否简化噪声因子的表达式，噪声参数的测量值都保持不变。这些可以通过使用阻抗调谐器的源拉方法或阻抗发电机或者是长线法，六端口法或其他任何方法。

作者:Leo Belostotski