圖2　將噪聲源灌入待測組件中，并通過測試系統(tǒng)測量其輸出的噪聲功率。A先將噪聲源的電源打開，以提供“熱”條件的噪聲(相對于其剩余噪聲功率比)。B再將噪聲源的電源關(guān)閉，提供50歐姆的“冷”條件終結(jié)負載到待測組件的輸入端。

每個噪聲源都有其對應(yīng)的參數(shù)，稱為剩余噪聲功率比(ENR)。剩余噪聲功率比是熱條件與冷條件之間的功率位準差，比較基準為標準參考溫度T0(290K)下的熱平衡(Thermal Equilibrium)噪聲功率。經(jīng)過校準的二極管式噪聲源都會注明其剩余噪聲功率比值。

通過測量得到的Y系數(shù)，加上噪聲源的剩余噪聲功率比，就可以由方程式(4)計算出噪聲系數(shù)：
　　　　　(4)  

以及噪聲指數(shù)(以dB為單位)：  
NF |dB = ENR |dB–10log10(Y-1)　　　　　(5)  

測試射頻到基帶組件的噪聲指數(shù)時，Y通常會遠大于1，因此，可以省略掉“-1”，得到下列簡化過的方程式：  
NF |dB = ENR |dB–(Phot–Pcold)　　　　　(6)  

當使用內(nèi)建噪聲二極管的自動化測試設(shè)備、具射頻任意波形發(fā)生能力的噪聲源、或測試載板上有噪聲二極管時，常使用方程式(5)和(6)來測量射頻到基帶的噪聲指數(shù)。

冷噪聲測量

冷 噪聲(或增益)測量方法是另外一種被認為非常符合量產(chǎn)測試需求、適合射頻到基帶組件采用的方法。做法是將一個50歐姆的終結(jié)負載加到待測組件的輸入端，然 后測量待測組件的冷條件噪聲功率。這種方法也須要測量待測組件的增益值，其優(yōu)點是，在典型的量產(chǎn)測試程序中，增益測試之后本來就常會接著進行這項測試，這 樣一來，只須進行一次測量(噪聲功率)即可。有了增益和噪聲功率兩數(shù)值，就可依照方程式(7)計算出噪聲系數(shù)：
  (7)  

或利用方程式(8)得出以dB為單位的結(jié)果：  
NF |dB= Pcold-(-174dBm/Hz)-10log10(B)-G |dB　　　　　(8)  

B是進行冷條件的噪聲功率測量Pcold時所使用的帶寬，-174dBm/Hz則是在290K的溫度下所伴隨出現(xiàn)的熱噪聲功率，為(1.38×10-23-J/K×290K)的乘積kT，轉(zhuǎn)換為以dBm為單位的對數(shù)格式。

Y系數(shù)與冷噪聲比各有所長

Y 系數(shù)方法的優(yōu)點為進行兩次功率測量，并利用兩次測量結(jié)果的比值計算出噪聲指數(shù)。由于它是以比值的方式計算，使得測量結(jié)果為相對的，因此，測量設(shè)備的絕對功 率準確度就不是那么重要。其主要的缺點是經(jīng)常須要使用二極管式、固定剩余噪聲功率比的噪聲源，當須要測量非常高或非常低的噪聲指數(shù)值時，會是一大問題。問 題的成因可由方程式(5)來觀察，如果噪聲指數(shù)太大(相對于噪聲源的剩余噪聲功率比值)，則所測量到的熱噪聲功率值會造成Y接近1，因此，可能會得到不同 于預(yù)期的噪聲指數(shù)。使用二極管式的噪聲源時，其剩余噪聲功率比是固定的。此剩余噪聲功率比可能適合某些組件，但不一定適合其他的組件，特別是如上所述噪聲 指數(shù)較大的組件。在某些情況下，可以使用具任意波形發(fā)生能力的噪聲源，這種噪聲源可以調(diào)整剩余噪聲功率比值，以克服上述的問題。

冷噪聲測量方法的優(yōu)點是只須要進行一次功率測量，因此，可縮短測試時間。整體而言，其測量的設(shè)置和進行方式都非常簡單。

兩 種方法都會測量冷條件的噪聲功率，也就是在待測組件的輸入端提供50歐姆的終結(jié)負載下進行，個中的差異在于Y系數(shù)方法須要測量熱條件的噪聲功率。除噪聲指 數(shù)外，還可通過熱噪聲功率測量，計算出待測組件的增益值，這也是噪聲指數(shù)量表或頻譜分析儀能夠在頻域中顯示出增益和噪聲指數(shù)兩種信息的方法。

選擇適當噪聲指數(shù)測量方法

射頻到基帶組件的主要差異點在于是否有較多可用的增益狀態(tài)，這是低噪聲放大器和混頻器合起來所能提供的增益控制結(jié)果。

圖3所示的矩陣包含射頻到基帶的組件中，可能出現(xiàn)的四種不同增益與噪聲指數(shù)狀態(tài)的組合。

圖3　矩陣圖顯示出射頻到基帶的組件中，可能出現(xiàn)的四種不同增益與噪聲指數(shù)狀態(tài)的組合。