分析頻譜分析儀的噪聲特性
摘要：
由于電阻的熱敏效應(yīng)，任何設(shè)備均具有噪聲，頻譜分析儀亦不例外，頻譜分析儀的噪聲，本質(zhì)上是熱噪聲，屬于隨機(jī)性(Random)，它能被放大與衰減，由于系隨機(jī)性信號(hào)，兩噪聲的結(jié)合只有相加而無(wú)法產(chǎn)生相減的效果。在頻帶范圍內(nèi)也相當(dāng)平坦，其頻寬遠(yuǎn)大于設(shè)備內(nèi)部電路的頻寬，檢測(cè)器檢知的噪聲值與設(shè)定的分辨率頻寬(RBW)有關(guān)。由于噪聲是隨機(jī)性迭加于信號(hào)功率上，因此顯示的噪聲準(zhǔn)位與分辨率頻寬成對(duì)數(shù)的關(guān)系，改變分辨率頻寬時(shí)噪聲隨之變化，噪聲改變量相關(guān)的數(shù)學(xué)式如下所示：
例如：頻寬從100kHz(BW1)調(diào)整到10kHz(BW2)，則噪聲改變量為：
亦即降低噪聲量10dB (為原來(lái)的1/10)，相對(duì)提高訊號(hào)與噪聲比10dB。由此可知，純粹要降低噪聲量，使用*窄寬度的頻寬將能達(dá)到目的。不論噪聲來(lái)之于外部或內(nèi)部產(chǎn)生，量測(cè)時(shí)均將影響信號(hào)振幅的準(zhǔn)確性，特別在低準(zhǔn)位信號(hào)時(shí)，更是如此，噪聲太大時(shí)，甚至掩蓋信號(hào)以致無(wú)法正確判斷信號(hào)的大小，影響量測(cè)質(zhì)量的兩種噪聲可概括為下列三大項(xiàng)：
?、?產(chǎn)生于交換功能的數(shù)字電路、點(diǎn)火系統(tǒng)與DC 馬達(dá)脈沖噪聲，這類噪聲常見于EMI(Electromagnetic Interference)的討論領(lǐng)域里。
?、? 隨機(jī)性噪聲來(lái)之于自然界或電路的電子移動(dòng)，又稱之為KTBW (或稱熱敏)噪聲、Johnson 噪聲、寬帶噪聲或白氏(White)噪聲等，本書主要以熱敏噪聲為重點(diǎn)，數(shù)學(xué)式為：Pn =kTBW ，⑸其中：Pn =噪聲功率= 3.98*10?21 瓦/Hz 或-174dB/Hzk=Boltzman 常數(shù)，1.38*10?23 joule/oKT=優(yōu)良溫度表示的常溫=290 oKBW=系統(tǒng)的噪聲功率頻寬(Hz)。
在4MHz、75 Ω、290 oK 時(shí)的噪聲功率為-59.1dBm。由噪聲功率得知，信號(hào)頻寬降低，系統(tǒng)噪聲功率隨之降低，信號(hào)的質(zhì)量以信號(hào)噪聲比表示(SNR；Signal-to-Noise Ratio)，信號(hào)強(qiáng)度(單位為dBm)與系統(tǒng)噪聲功率(單位為dBm)的相減值即為信號(hào)噪聲比，數(shù)學(xué)式為：
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