天华中威科技微波小课堂_噪声电平影响因素

噪声电平影响因素

频谱仪的本底噪声，规范的名称是显示平均噪声电平（DANL），该指标体现频谱仪的弱信号测量能力，体现频谱仪的接收灵敏度。在频谱仪手册中，给出的DANL指标，注明测试设置条件，包括测试分辨率带宽RBW（或归一化分辨率带宽）、内置射频衰减器设置为零、前置放大器的开关、参考电平以及检波器设置等。另外视频带宽VBW和轨迹曲线的平均方式，也会影响DANL的数值。

衰减器

DANL测试时，频谱仪内置衰减器应当设置为零。衰减器设置为零的前提条件，是频谱仪参考电平设为一个小于0dBm的较低值（如-50dBm），这样中频放大器增益最大，灵敏度最高。

衰减器使外部输入信号电平衰减，频谱仪电平读数自动补偿内置衰减器的设置值。

由于频谱仪底噪声来自于自身，而不是外部输入，所以衰减器设置增大xdB则显示的底噪声电平相应增大ATT=xdB，噪声电平显示值的xdB变化来自频谱仪自身的频谱电平修正补偿：L=DANL+ATT。输入信号电平测试值自动补偿后保持不变，如下图：

前置放大器

打开前置放大器，可以降低噪声电平DANL，这是因为频谱仪将放大器的增益G和噪声系数NF自动补偿显示噪声电平：DANL-G+NF。注意，当衰减器设置为自动时，打开前置放大器的同时，会增大衰减器的设置值，从而抬高噪声电平。

因此，DANL指标，对应前置放大器开/关两组数据，而且衰减器都要设置为零。
分辨率带宽

分辨率带宽越大，显示噪声电平越高。频谱仪DNAL指标通常归一化为1Hz：DANL(dBm/Hz) = L(dBm)-10·lg(RBW/1Hz)

视频带宽

频谱仪的视频滤波器是低通滤波器，是为了滤除平滑中频包络的毛刺，常用的信号频谱测量设置是VBW>RBW，而在噪声测试时，有时为了获取稳定的噪声频谱，常设VBW<<RBW。这种减小VBW测量噪声的方法，在DNAL指标测量中不常用，通常使用迹线平均的方法，获得稳定频谱。

检波器

噪声功率测量的检波器一般设置为RMS或Sample。

迹线平均

平均类型有对数平均、线性平均和功率平均。噪声测量平均设置要求是线性平均或功率平均。显示平均噪声电平DANL涉及的平均，需要遵循此原则。

噪声测量功能

有Noise power或Noise marker测试功能的频谱仪，通常可以不拘泥特定检波器和分辨率带宽，可以实现自动修正计算噪声功率电平。

频谱测试中的噪声电平

当频谱仪信号输入很小或无信号时，显示的噪声电平与频谱仪自身设置相关：

L = DANL(dBm/Hz)+10·lg(RBW)+ATT-G+NF

● 衰减设置值ATT(dB)

● 分辨率带宽RBW(Hz)

● 前置放大器增益G(dB)

● 前置放大器噪声系数NF(dB)

● 如果对数平均，噪声电平读数修正-2.5dB

当频谱中同时存在大信号的噪声电平，受到中频检波动态范围限制，频谱显示的最大信号电平与显示噪声电平之间的动态范围受限。

通常，在大于0dBm信号电平L(dBm)时，显示的噪声电平最低L-100dB左右，达到最低显示噪声电平后，无法通过频谱仪自身设置进一步降低噪声电平，此时的噪声电平远大于DANL指标。