什么是desense noise figure？Desense Noise Figure应该这样测试

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什么是desense noise figure？

噪声系数是射频工程师耳熟能详的参数，表征了信号经过一个器件后信噪比的恶化程度。现在所看到的规格书上的噪声系数，基本都是按照IEEE给出的定义：

“ *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. ”

图1. IEEE给出的噪声系数定义拓扑图

Desense NF通常出现在GNSS LNA的规格书中，衡量了存在一定强干扰时被测件噪声系数恶化的程度，业界并没有给出定义，但根据测试条件，可以在噪声系数定义的基础上得到desense NF的定义拓扑图，如图2所示，干扰频点通常为GNSS频段附近的蜂窝通信频点。

图2. Desense NF定义拓扑图

为什么会造成desense noise figure？

实验发现，当存在强干扰信号时，GNSS LNA的噪声系数确实会恶化，为什么会这样呢？难不成强干扰信号改变了晶体管的工作状态？

并不确定强干扰信号能否改变晶体管的工作状态，但可以肯定的是，当干扰信号靠近LNA的工作频段时，会使得LNA进入严重的非线性失真状态，这是否是导致噪声系数恶化的原因呢？

众所周知，放大器需要直流供电才能正常工作，通常会选择比较纯净的LDO作为电源，尽管如此，仍然会引入一些低频电源噪声。当放大器工作于非线性状态时，便会起到乘法器的作用，可以将低频噪声调制到射频频段。过去在测试过程中，遇到过类似的情况，这也是在直流偏置电路中包含那么多滤波旁路电容的原因。

另一方面，晶体管本身也会产生闪烁噪声，即1/f噪声。这种噪声本身不会影响到射频，因为其幅度与频率成反比，属于低频噪声，在射频频段是完全可以忽略掉的。但是，当放大器工作于非线性状态时，同样也可能会被调制到射频频段。

如果强干扰信号距离被测件工作频段比较近，完全有可能使得上变频后的电源噪声和闪烁噪声会部分落入工作频段，如图3所示，这就导致被测件输出噪声功率的增加，等效于其噪声系数的恶化。

图3. 低频噪声上变频后可能会落入工作频带

如何测试desense ** noise figure?**

虽然desense NF在测试时只是引入了干扰信号，但是这使得整个测试连接复杂很多，需要考虑的因素较多，比如使用什么方法测试，如何注入干扰信号，在接收机侧如何防止干扰信号带来的影响等等。

Y因子法是噪声系数测试最经典的方法，本文也推荐使用该方法。采用Y因子法时，需要借助于外部噪声源，注入强干扰信号要注意对噪声源的保护，此处选择定向耦合器实现干扰信号的注入，可以有效保护噪声源。

图4.Y因子法测试连接示意图

综合考虑之后，本文推荐使用图4所示的测试连接示意图，采用NI VST(vector transceiver),单台设备兼具信号产生和分析的功能。被测件输出侧的滤波器用于抑制强干扰信号，防止对噪声功率测试带来影响。信号源输出的宽带噪声是否需要滤除？如果不滤除是否影响Y因子法测试desense NF的结果？当然不会。