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什么是desense noise figure？

噪聲系數是射頻工程師耳熟能詳的參數，表征了信號經過一個器件后信噪比的惡化程度。現在所看到的規格書上的噪聲系數，基本都是按照IEEE給出的定義：

“ *The noise factor, at a specified input frequency, is defined as the ratio of 1) the **total noise power per unit bandwidth at a corresponding output frequency available at the output port when * the noise temperature of the input termination is standard (290K) to 2) that portion of 1) engendered at the input frequency by the input termination. ”

圖1. IEEE給出的噪聲系數定義拓撲圖

Desense NF通常出現在GNSS LNA的規格書中，衡量了存在一定強干擾時被測件噪聲系數惡化的程度，業界并沒有給出定義，但根據測試條件，可以在噪聲系數定義的基礎上得到desense NF的定義拓撲圖，如圖2所示，干擾頻點通常為GNSS頻段附近的蜂窩通信頻點。

圖2. Desense NF定義拓撲圖

為什么會造成desense noise figure？

實驗發現，當存在強干擾信號時，GNSS LNA的噪聲系數確實會惡化，為什么會這樣呢？難不成強干擾信號改變了晶體管的工作狀態？

并不確定強干擾信號能否改變晶體管的工作狀態，但可以肯定的是，當干擾信號靠近LNA的工作頻段時，會使得LNA進入嚴重的非線性失真狀態，這是否是導致噪聲系數惡化的原因呢？

眾所周知，放大器需要直流供電才能正常工作，通常會選擇比較純凈的LDO作為電源，盡管如此，仍然會引入一些低頻電源噪聲。當放大器工作于非線性狀態時，便會起到乘法器的作用，可以將低頻噪聲調制到射頻頻段。過去在測試過程中，遇到過類似的情況，這也是在直流偏置電路中包含那么多濾波旁路電容的原因。

另一方面，晶體管本身也會產生閃爍噪聲，即1/f噪聲。這種噪聲本身不會影響到射頻，因為其幅度與頻率成反比，屬于低頻噪聲，在射頻頻段是完全可以忽略掉的。但是，當放大器工作于非線性狀態時，同樣也可能會被調制到射頻頻段。

如果強干擾信號距離被測件工作頻段比較近，完全有可能使得上變頻后的電源噪聲和閃爍噪聲會部分落入工作頻段，如圖3所示，這就導致被測件輸出噪聲功率的增加，等效于其噪聲系數的惡化。

圖3. 低頻噪聲上變頻后可能會落入工作頻帶

如何測試desense ** noise figure?**

雖然desense NF在測試時只是引入了干擾信號，但是這使得整個測試連接復雜很多，需要考慮的因素較多，比如使用什么方法測試，如何注入干擾信號，在接收機側如何防止干擾信號帶來的影響等等。

Y因子法是噪聲系數測試最經典的方法，本文也推薦使用該方法。采用Y因子法時，需要借助于外部噪聲源，注入強干擾信號要注意對噪聲源的保護，此處選擇定向耦合器實現干擾信號的注入，可以有效保護噪聲源。

圖4.Y因子法測試連接示意圖

綜合考慮之后，本文推薦使用圖4所示的測試連接示意圖，采用NI VST(vector transceiver),單臺設備兼具信號產生和分析的功能。被測件輸出側的濾波器用于抑制強干擾信號，防止對噪聲功率測試帶來影響。信號源輸出的寬帶噪聲是否需要濾除？如果不濾除是否影響Y因子法測試desense NF的結果？當然不會。