噪声系数测量手册
Part 1. 噪声系数定义及测试方法
安捷伦科技：顾宏亮一.噪声系数定义
最常见的噪声系数定义是：输入信噪比/ 输出信噪比。它是衡量设备本身噪声品质的重要参数,它反映的是信号经过系统后信噪比恶化的程度。噪声系数是一个大于1的数，也就是说信号经过系统后信噪比是恶化了。噪声系数是射频电路的关键指标之一，它决定了接收机的灵敏度，影响着模拟通信系统的信噪比和数字通信系统的误码率。无线通信和卫星通信的快速发展对器件、子系统和系统的噪声性能要求越来越高。
输入信噪比SNR input=P i/N i
输出信噪比SNR output=P o/N o
噪声系数F =SNR input/SNR output通常用dB来表示NF= 10Log(F)
假设放大器是理想的线性网络，内部不产生任何噪声。那么对于该放大器来说,输出的功率Po以及输出的噪声No 分别等于Pi * Gain以及Ni*Gain。这样噪声系数=(Pi/Ni)/(Po/No)=1。但是现实中，任何放大器的噪声功率输出不仅仅有输入端噪声的放大输出，还有内部自身的噪声(Na)输出，下图为线性双端口网络的图示。
双端口网络噪声系数分析框图
Vs: 信号源电动势Rs: 信号源内阻
Ri: 双端口网络输入阻抗R L: 负载阻抗
Ni: 输入噪声功率Pi: 输入信号功率
No: 输出噪声功率Po: 输出信号功率
Vn: 该信号源内阻Rs的等效噪声电压Ro: 双端口网络输出阻抗
输出噪声功率: N o = N i * Gain + N a ; P o=P i * Gain
噪声系数= (P i * N o)/(N i* P o) = (N i * Gain + N a) /(N i * Gain)= 1 + Na/(N i * Gain) > 1
根据IEEE的噪声系数定义:The noise factor, at a specified input frequency, is defined as the ratio of (1) the total noise power per unit bandwidth available at the output port when noise temperature of the input termination is standard (290 K) to (2) that portion of (1) engendered at the input frequency by the input termination.”
a.输入噪声被定义成负载在温度为290K下产生的噪声。
b.输入噪声功率为资用功率，也就是该负载(termination)能产生的最大功率。
c.假定了被测件和负载阻抗互为共轭关系. 如果被测件是放大器，并且噪声源阻抗为50ohm,那么假定了
该放大器的输入阻抗为50ohm。
综合上述的结论，我们可以这样理解噪声系数的定义:当输入噪声功率为290K温度下的负载所产生的最大功率情况下，输入信噪比和输出信噪比的比值。
资用功率指的是信号源能输出的最大功率,也可以称为额定功率。
信号源输出框图
只有当源的内阻和负载相等(复数互为共轭),源输出最大功率.
P available= [V S/(R S+ R L)]2 * R L当R S= R L时候P available= V S2/(4*R S)
由此可见，资用功率是源的本身参数，它只和内阻以及电动势有关,和负载没有关系。
那如果输入是一个负载的噪声，该噪声大小是如何计算的呢？
根据噪声系数的定义，输入端的噪声是温度为290K的电阻所产生的热噪声功率，我们假定电阻为R,那么根据JB Johson 以及Nyquist对噪声功率的推导可得电阻产生的噪声资用功率为功率为: N i= e2/(4*R)
e2=4KTBR
K= 玻尔兹曼常数(1.3806505 * 10 -23 J/K)
T = 开尔文温度(K)
B = 带宽(Hz)
因此输入端额定的噪声功率N i= 4KTBR/4R=KTB。由上述可知，无论信号源的内阻大小如何，它所产生的额定噪声功率都是相同的。它的大小只和该电阻所处的温度以及带宽有关。
当T=T0=290K时，N i=KT0B。
噪声温度: 通常为了简化计算可以使用噪声温度来表示噪声功率。它等于一个电阻在与这个噪声源相同的带宽内输出相同的功率时所具有的绝对温度。
因此放大器的内部自身噪声输出N a可以等效为当输入端为T E温度的电阻时的输出噪声N a= KT E BG。
线性双端口网络噪声
这样噪声系数可以简化为: NF = 1+ N a/(N i*Gain) = 1 + KT E BGain/KT0BGain=1+T E/T0 NF = 1 + T E/ T0可推得T E = T0 (NF-1)
NF(dB) =10Log(1 + T E/T0)其中T0 = 290 K
对于下图的级联噪声系数
噪声系数级联框图
很容易证明级联以后的噪声系数为: NF = NF1+ (NF2-1)/G1
对于n级的系统，可以证明噪声系数为:
NF(1..n)=NF1+(NF2-1)/G1+(NF3-1)/G1G2+(NF4-1)/G1G2G3……(NFn-1)/G1G2G3..Gn
二.噪声系数测试方法
噪声系数的精确测量对于产品的研发和制造都非常关键。在研发领域，高测试精度可以保证设计仿真和真实测量之间的可复验性很高，并有助于发现在仿真过程中未予以考虑的噪声来源。在生产和制造领域，更高的测试精度意味着在设定和验证器件的技术指标时可以把指标的余量设定得更小。
在噪声系数的测量过程中，必须在器件的线性区进行。如果被测件是放大器并且带有自动增益控制，那么必须关闭AGC功能。
2.1 Y系数法
在Y系数测试方法中，需要用到的仪表为噪声系数分析仪或者是频谱分析仪带有噪声系数选件,另外还需要一个噪声源。通常噪声源采用雪崩二极管制作而成，可以在一定的频带内产生冷态噪声以及热态噪声，分别称之为T C以及T H。
放大器噪声系数测量框图
当噪声源产生T C的噪声时候，放大器总得输出噪声为T C+T E
当噪声源产生T H的噪声时候，放大器总得输出噪声为T H+T E
Y= (T H+T E)/(T C+T E)加上T E = T0 (NF-1)联立方程式后可以解得
NF = [(T H-T0)+(T0-T C)Y]/[(Y-1)*T0]对于噪声源来说T C=T0=290K ,因此NF可以简化为NF=(T H-T0)/[(Y-1)*T0]
求对数后得到NF(dB) = 10Log[(T H-T0)/T0] - 10Log(Y-1) 其中Log[(T H-T0)/T0] 称之为噪声源的超噪比ENR(ExcessiveNoise Ration),单位为dB。
NF(dB) = ENR - 10Log(Y-1)这个结果NF并不是真正的放大器的噪声系数，而是放大器以及测量仪表的噪声系数，根据噪声系数级联运算可以知道
F meas = F DUT + (F NFA– 1)/
G DUT
放大器噪声系数测量框图
因此只要知道G DUT以及F NFA就可以算得F DUT，首先来看F NFA如何获得。
在测量之前，都需要对仪表进行校准，如下图所示
Y系数法校准框图
在校准时候，只需要将噪声源直接连接到仪表。在这个过程中，仪表会测量自身的噪声系数，并且会在不同的仪表前端输入衰减器下进行测量。因为在测量的时候，针对不同增益的放大器需要仪表选择不同的前端衰减器。当改变了仪表的前端衰减器后，仪表自身的噪声系数F NFA 也会相应的变化。所以在校准的过程中，仪表会在不同的衰减器下进行校准, 你可以听到步进衰减器的切换声音。
再来看看放大器的增益是如何获得的。我们知道在测量以及校准过程中，噪声源会输出冷态噪声以及热态噪声，如下图所示
Y系数法校准以及测量框图
在校准的时候，仪表在T C以及T H测量得到的噪声分别为:
T C时候: N NFA + KT C BG NFA ○1 T H时候: N NFA + KT H BG NFA ○2
在测量的时候，仪表在T C以及T H测量得到的噪声分别为:
T C时候: N NFA + N DUT G NFA+KT C BG NFA G DUT ○3 T H时候: N NFA + N DUT G NFA+KT H BG NFA G DUT ○4其中NDUT
用(○4–○3)/(○2- ○1)
= (KT H BG NFA G DUT - KT C BG NFA G DUT)/( KT H BG NFA - KT C BG NFA)
= G DUT * (KT H BG NFA - KT C BG NFA) /( KT H BG NFA - KT C BG NFA)
= G DUT
Agilent 支持Y系数法测量的仪表主要如下所示
N897xA
10MHz
N9030A
10MHz
N9020A
10MHz
N9010A
10MHz
N9000A 10MHz
2.2 直接测试法
直接测试法就是根据噪声系数的定义直接进行测试
NF(dB)= (P i * N o )/(N i * P o )
根据噪声系数定义Ni = KT0B = -174 dBm/Hz , P0/P i=Gain, N0为总的输出噪声
NF(dB)= N o (dBm/Hz) + 174 (dBm/Hz) - Gain
因此在测量的时候只需要在放大器的输入端接上50ohm负载，利用频谱分析仪测量输出的噪声谱密度
直接测试法框图
N9030A
3.6GHz/8.4GHz/13.6GHz/26.5GHz/50GHz
N9020A
3.6GHz/8.4GHz/13.6GHz/26.5GHz
E444xA
6.7GHz/13.2GHz/26.5GHz/42.98GHz/50GHz
2.3 冷态噪声源法
在使用Y系数法或者直接测试法中，都假设源是匹配的。但是事实上，噪声源的输出和放大器的输入都存在这失配，并且源端的失配会最终影响到测量的噪声系数。
源阻抗对噪声系数的影响可以通过噪声参数来表征,那首先来看看什么是噪声参数。放大器的噪声参数是描述噪声系数vs源阻抗Γs发生变化的参量，在史密斯图上，噪声参数通常被画成一些等噪声系数的圆。在这个圆上，Γs虽然不同但是噪声系数是相同的。对任何一种放大器，在某个源阻抗值可以对应一个最小的噪声系数，我们把这个源阻抗的反射系数叫做Γopt。源阻抗偏离这个阻抗的值越远，放大器的噪声系数就会变得越大。放大器的噪声参数是晶体管内偏置电流以及放大器的工作频率有关的。
其中F min最小噪声系数，R n 噪声电阻，Γs源反射系数，Γopt最佳源反射系数，Z0系统阻抗。
噪声系数和源阻抗以及频率的关系
噪声参数的概念直接关系到我们精确测量50ohm噪声系数的能力。当测量系统的源阻抗在50ohm 附近改变的时候，Γs就会在靠近史密斯图圆心的几个噪声圆之间变来变去，所测量到的被测器件的噪声系数也会随之改变。下图显示的是一个超噪比ENR为15dB的噪声源在不加电状态下的输入匹配，虽然它的中心是在50ohm上，但是它的反射系数很明显是随着频率的变化而改变的。
噪声源输出驻波
因为放大器的噪声系数是和源阻抗相关的，不同的源阻抗下放大器的噪声系数会发生变化。因此在Y 系数法或者直接测试法中，由于假定是在50ohm输入匹配下获得结果，测量结果的不确定度主要会来自于输入端的匹配。因此在测量结果中，会有很大的纹波，并且很难分辨这些纹波到底是来自于器件本身还是来自于放大器输入源失配。
当使用一般的矢量网络分析仪用冷
源法进行测量时，如果不采用对内部衰
减器或源进行校准的技术的话，那么系
统原始的源匹配通常也是比较差的。
Agilent率先在业界推出了基于PNA-X网
络分析仪的矢量源校准方法，实际得到
的源匹配的结果非常理想，这样被测器件和PNA-X 内噪声测量接收机的噪声参数对测量结果造成的不确定性就会非常小。
在PNA-X噪声系数测量中，会使用一个电子校准件连接在被测件的输入端作为源阻抗调谐器。
首先PNA-X会测量该电子校准件的各个阻抗值，一
般情况下会使用4个阻抗值。然后在这4个不同的源
阻抗下，去测量器件的噪声系数，通过使用噪声参数
的定义式解方程可以获得在50ohm源阻抗下的噪声系
数。
为了提高测试精度，你可以最多选择7个阻抗值。
下图为对同一个放大器使用PNA-X冷态噪声源测试以及Y系数法测试的结果曲线比较，可以看到由于源失配，Y系数法测量的抖动会非常大。
PNA-X源匹配校准冷态噪声源测试结果
3.1放大器Y系数法
仪器：Agilent N9030A信号分析仪+ N9069A噪声系数测量选件
a.测量设置
设置DUT的测量模式，这里测量的是放大器所以选择Amplifier。
放大器Y系数法测量框图
b.超噪比ENR设置
如果你使用的是智能噪声源(SNS)系列，那么它可以直接上超噪比ENR值到仪表。如果你使用的是普通的346系列的噪声源，那么需要你手动输入超噪比ENR.
c.设置测量频率范围
你可以选择固定点的测量，或者扫频的测量。
通常不需要设置大量的点数，一般情况下设置11点就足够了。
e.校准以及测量
校准测量过程
放大器噪声系数测量结果
从测量结果中，可以直接获得噪声系数以及增益。需要注意的是，大部分通过Y系数方式测量的仪表，都要求被测件的增益<=40dB。如果你的被测件增益>40dB,那么需要在放大器输出端接上一个固定衰减器,然后在补偿中对这个衰减器进行设置。
3.2放大器直接测量法
首先需要知道放大器的增益，可以通过信号源+频谱仪测量方式或者网络分析仪来得到增益。
需要判断仪表的底部噪声是否足够低，是否能够测量到放大器的输出噪声。
放大器直接测量法框图
在N9030A中设置如下
a.Center Freq中心频率设置
b.Span扫宽建议设置为5KHz 或者更小
c.RBW设置建议为10Hz
d.VBW设置建议为1Hz
e.Detector检波器设置为RMS
f.Avg 平均设置为打开
g.Marker Noise 将标记点设置为噪声谱密度测量方式，这样读的结果就是dBm/Hz. 这个结果是包含了放
大器输出到仪表的电缆损耗的。因此，千万记住一定要将结果扣除掉连接在放大器输出端的同轴电缆损耗
放大器噪声系数直接测量法
上图蓝色曲线为仪表底噪，红色曲线为放大器输出噪声，信噪比大于25dB。这样放大器的输出噪声测量结果是可信的。
在本例中，电缆的损耗大约为1.1dB @ 1.1GHz,因此实际的放大器输出噪声谱密度为:
N o= -134.33 + 1.1 dB= -133.23dBm/Hz
NF(dB)= N o (dBm/Hz) + 174 (dBm/Hz) - Gain = -133.23 + 174 - 33.73 = 7.04 dB
这个结果和前面用Y系数法的测量结果非常接近。
3.3放大器冷态噪声源法
Agilent PNA 以及PNA-X 系列网络分析仪，通过选件可以支持冷态噪声源方法。可以选择标准网络分析仪接收机或者专用高灵敏度接收机来测量噪声系数。下面介绍的是，采用标准网络分析仪进行的标量噪声系数测量方法。
a.在Meas Class中选择冷态噪声源测量应用
b.在Noise Figure Setup中，首先设置扫描方式以及频率范围
c.设置端口的输出功率。其中Power Level指的是在S参数测试中的端口输出功率，注意不要设置太
大以免在S参数测试中使放大器压缩导致增益测量发生较大的误差。
d.最后设置噪声系数测量设置。一般Noise Bandwidth设置越大，这样测量结果的抖动就越小，但是
相应的噪声系数测量频率分辨率也越差。记住一个原则，Noise Bandwidth必须小与被测件的带宽。
如果被测件是放大器+滤波器，那么在边带处单独测量时需要设置较小的Noise Bandwidth。最后通过校准后的测量结果如下图所示。
e.
噪声系数测量结果 增益测量结果
可以看到测量结果和Y 系数法 或者是直接测试法都是相当接近的。但是别忘了，网络仪这个测量结果是201点，如果在噪声系数分析仪或者频谱仪上同样完成这些点数测量，将耗费大量的时间。而且Agilent 冷态噪声源法测量结果非常平滑。
环境噪音测量方法 一, 方法概要 本方法系使用符合我国国家标准(CNS 7129)1型噪音计(或称声度表)或国际标准或上述性能以上之噪音计,测量环境中噪音位准之方法. 二, 适用范围 本测量方法适用於一般环境及固定性噪音发生源或移动性扩音设施之噪音位准测量. 三, 干扰 (一) 气象条件,地形,地面情况:噪音之传播会受到气象条件,地形,地面情况等之影响,故测量噪音时需记录天气,测量点附近之风向,风速,温度,相对湿度等之气象条件及地形,地面情况. (二) 由风产生噪音的影响:噪音计之声音感应器直接受到强风时,因风切作用而产生杂音(称为风杂音),严重时无法测量正确值,故在室外测定时,可能会产生风杂音时需加装防风罩.但防风罩也有其可使用范围,如超过使用范围时,应停止测量. .四, 仪器及设备 1.测定器:符合我国国家标准(CNS 7129 C7143)1型之噪音计(以下简称噪音计)或国际电工协会标准Class 1噪音计或上述性能以上之噪音计;原则上以噪音计之听感修正回路A加权测定之. 2. 防风罩(W indscreen):为减少声音感应器测量时风造成之影响,因此必须加套防风罩,其材质一般是由多孔性聚乙烯制成,其可容许风速范围由材料,结构,大小而定. 五, 噪音计使用方法
听感修正回路或称频率加权(Frquency-weighting"A"):本测量方法原则上以听感修 正回路A加权测定之,惟测量时应注记现场测量时所使用之加权名称. 六, 结果处理 (一) 测量报告须列出下列各项: 1, 测量人员姓名,服务单位. 2, 测量日期,测量时间,动特性. 3, 气象状态(风向,风速,气温,大气压力,相对湿度及最近降雨日期). 4, 测量结果. 5, 适用之标准 6, 测量位置(测量点及其高度,声音感应器高度等)与音源相对位置及距离,附简图 及照片,周围之情况(周围之建筑物,地形,地貌,防音设施等,附简图). 7, 噪音发生源之种类与特徵. 8, 测量方法(噪音计(含声音校正器)厂牌,型号,序号,噪音计动特性,取样的时距与 次数及其校正纪录与检定,校正有效期限等). 9, 其他(特殊音源之特性及其随时间变化性,可能影响测量结果之因素等). 10, 测量 期间噪音原始数据应存档备查. 实验数据 XuHao Leq l5 L10 L50 L90 L95 SD LEA 84 69.6 74.7 71.5 69.5 68.4 68.1 1.6 94.4 85 66.8 78.9 69.7 64.2 63.6 63.5 3.8 91.6 Lmax Lmin E 测定时间日期 80.7 68.2 0 0h5m0s 14-07-02 87.7 63.3 0 0h5m0s 14-07-02
噪声系数的含义和测量方法 噪声系数的含义 噪声系数是用来描述一个系统中出现的过多的噪声量的品质因数。把噪声系数降低到最小的程度可以减小噪声对系统造成的影响。在日常生活中，我们可以看到噪声会降低电视画面的质量，也会使无线通信的话音质量 变差;在诸如雷达等的军用设备中，噪声会限制系统的有效作用范围;在数字通信系统中，噪声则会增加系统的误码率。电子设备的系统设计人员总是在尽最大努力使整个系统的信噪比(SNR)达到最优化的程度，为了达到这个目的，可以用把信号提高的办法，也可以用把噪声降低的办法。在像雷达这样的发射接受系统中，提高信噪比的一种方法是用更大的大功率放大器来提高发射信号的功率，或使用大口径天线。降低在发射机和接收机之间信号传输路径上对信号的衰耗也可以提高信噪比，但是信号在传输路径上的衰耗大都是由工作环境所决定的，系统设计人员控制不了这方面的因素。还可以通过降低由接收机产生的噪声—通常这都是由接收机前端的低噪声放大器(LNA)的质量决定的—来提高信噪比。与使用提高发射机功率的方法相比，降低接收机的噪声(以及让接受机的噪声系数的指标更好)的方法会更容易和便宜一些。 噪声系数的定义是很简单和直观的。一个电子系统的噪声因子(F)的定义是系统输入信号的信噪比除以系统输出信号的信噪比: F=(Si/Ni)/(So/No) Si=输入信号的功率 So=输出信号的功率 Ni=输入噪声功率 No=输出噪声功率 把噪声因子用分贝(dB)来表示就是噪声系数(NF)，NF=10*log(F)。 这个对噪声系数的定义对任何电子网络都是正确的，包括那些可以把在一个频率上的输
入信号变换为另外一个频率的信号再输出的电子网络，例如上变频器或下变频器。 为了更好地理解噪声系数的定义，我们来看看放大器的例子。放大器的输出信号的功率等于放大器输入信号的功率乘以放大器的增益，如果这个放大器是一个很理想的器件的话，其输出端口上噪声信号的功率也应该等于输入端口上噪声信号的功率乘以放大器的增益，结果是在放大器的输入端口和输出端口上信号的信噪比是相同的。然而，实际情况是任何放大器输出信号的噪声功率都比输入信号的噪声功率乘以放大器的增益所得到的结果大，也就是说放大器输出端口上的信噪比要比输入端口上的信噪比小，即噪声因子F要大于1，或者说噪声系数NF要大于0dB。 在测量并比较噪声系数的测量结果时，非常重要的是要注意我们在测量的过程中是假定测量系统能够在被测器件(DUT)的输入端口和输出端口上提供非常完美的50Ω的负载条件。可是在实际测量中，这样完美的条件永远不会存在。稍后我们会讨论如果测量系统不是很完美的50Ω系统会对噪声系数的测量精度造成怎样的影响。同时，我们也会看到各种校准和测量方法是怎么克服因为不是很完美的50Ω的源匹配而造成的测量误差的。 图1器件对信号的处理过程 另一种用来表达由一个放大器或系统引入的附加噪声的术语是有效输入温度(Te)。为了理解这个参数，我们需要先看一下无源负载所产生的噪声的量的表达方式—kTB，其中k 是玻尔兹曼常数，T是以开尔文为单位的负载的温度，B是系统带宽。因为在某个给定的带宽内，器件产生的噪声和温度是成正比的，所以，一个器件所产生的噪声的量可以表示为带
噪声测定实验 一实验目的 1掌握AWA5610C声级计的工作原理及其使用方法 2掌握AWA6270A噪声频谱分析仪的工作原理及其使用方法 二实验内容 1使用AWA5610C声级计测量噪音 2使用AWA6270A噪声频谱分析仪测量噪音 三实验原理 1 AWA5610C声级计的工作原理 工作原理是被测的声压信号通过传声器转换成电压信号，然后经衰减器、放大器以及相应的计权网络、滤波器，或者输入记录仪器，或者经过均方根值检波器直接推动以分贝标定 的指示表头。 2 AWA6270A噪声频谱分析仪的工作原理 工作原理是输入信号经衰减器直接外加到混波器,可调变的本地振荡器经与CRT同步的扫瞄产生器产生随时间作线性变化的振荡频率,经混波器与输入信号混波降频后的中频信号(IF)再放大,滤波与检波传送到CRT的垂直方向板。 四实验设备仪器 （一）AWA5610C声级计 AWA5610C型积分声级计是一种袖珍式智能化噪声测量仪 器，可广泛应用于环境噪声的测量与自动监测，也可用于劳动保 护、工业卫生及各种机器、车辆、船舶、电器等工业噪声测量。 本仪器采用了先进的数字检波技术，具有可靠性高、稳定性好、 动态范围宽等优点。 主要技术性能： 驻极体测试电容传声器，灵敏度： 1.传声器：Φ1 2.7mm(1/2”） 约40mV/Pa，频率范围：20Hz～12.5kHz。 2.测量范围：35～130dBA(以2×10-5Pa为参考，下同） 3.频率范围：20Hz～12.5kHz 4.频率计权：A计权 5.时间计权：快（F），慢（S） 图1 AWA5610C声级计 6.检波器特性：真有效值、峰值因数 3 7.准确度：2型 8.测量时间：手控、10s、1min、5min、10min、20min、1h、4h、8h、24h。 9.显示：4位LCD，直接显示测量结果Lp、Leq、Lmax、Lmin、Linst、Tm及日历年、月、日、时、分、秒等。 10.储存：60组数据，包括年、月、日、时、分、设定时间、测量经历时间、最大声级， 最小声级、等效声级。 11.输出接口：RS—232C，可接至微型打印机或计算机。
噪声系数测量手册 Part 1. 噪声系数定义及测试方法 安捷伦科技：顾宏亮一.噪声系数定义 最常见的噪声系数定义是：输入信噪比/ 输出信噪比。它是衡量设备本身噪声品质的重要参数,它反映的是信号经过系统后信噪比恶化的程度。噪声系数是一个大于1的数，也就是说信号经过系统后信噪比是恶化了。噪声系数是射频电路的关键指标之一，它决定了接收机的灵敏度，影响着模拟通信系统的信噪比和数字通信系统的误码率。无线通信和卫星通信的快速发展对器件、子系统和系统的噪声性能要求越来越高。 输入信噪比SNR input=P i/N i 输出信噪比SNR output=P o/N o 噪声系数F =SNR input/SNR output通常用dB来表示NF= 10Log(F) 假设放大器是理想的线性网络，内部不产生任何噪声。那么对于该放大器来说,输出的功率Po以及输出的噪声No 分别等于Pi * Gain以及Ni*Gain。这样噪声系数=(Pi/Ni)/(Po/No)=1。但是现实中，任何放大器的噪声功率输出不仅仅有输入端噪声的放大输出，还有内部自身的噪声(Na)输出，下图为线性双端口网络的图示。 双端口网络噪声系数分析框图 Vs: 信号源电动势Rs: 信号源内阻
Ri: 双端口网络输入阻抗R L: 负载阻抗 Ni: 输入噪声功率Pi: 输入信号功率 No: 输出噪声功率Po: 输出信号功率 Vn: 该信号源内阻Rs的等效噪声电压Ro: 双端口网络输出阻抗 输出噪声功率: N o = N i * Gain + N a ; P o=P i * Gain 噪声系数= (P i * N o)/(N i* P o) = (N i * Gain + N a) /(N i * Gain)= 1 + Na/(N i * Gain) > 1 根据IEEE的噪声系数定义:The noise factor, at a specified input frequency, is defined as the ratio of (1) the total noise power per unit bandwidth available at the output port when noise temperature of the input termination is standard (290 K) to (2) that portion of (1) engendered at the input frequency by the input termination.” a.输入噪声被定义成负载在温度为290K下产生的噪声。 b.输入噪声功率为资用功率，也就是该负载(termination)能产生的最大功率。 c.假定了被测件和负载阻抗互为共轭关系. 如果被测件是放大器，并且噪声源阻抗为50ohm,那么假定了 该放大器的输入阻抗为50ohm。 综合上述的结论，我们可以这样理解噪声系数的定义:当输入噪声功率为290K温度下的负载所产生的最大功率情况下，输入信噪比和输出信噪比的比值。 资用功率指的是信号源能输出的最大功率,也可以称为额定功率。 信号源输出框图 只有当源的内阻和负载相等(复数互为共轭),源输出最大功率. P available= [V S/(R S+ R L)]2 * R L当R S= R L时候P available= V S2/(4*R S) 由此可见，资用功率是源的本身参数，它只和内阻以及电动势有关,和负载没有关系。
噪声系数测量的三种方法 本文介绍了测量噪声系数的三种方法：增益法、Y系数法和噪声系数测试仪法。这三种方法的比较以表格的形式给出。 前言 在无线通信系统中，噪声系数(NF)或者相对应的噪声因数(F)定义了噪声性能和对接收机灵敏度的贡献。本篇应用笔记详细阐述这个重要的参数及其不同的测量方法。 噪声指数和噪声系数 噪声系数有时也指噪声因数(F)。两者简单的关系为： NF = 10 * log10 (F) 定义 噪声系数(噪声因数)包含了射频系统噪声性能的重要信息，标准的定义为： 从这个定义可以推导出很多常用的噪声系数（噪声因数）公式。 下表为典型的射频系统噪声系数： *HG=高增益模式，LG=低增益模式
噪声系数的测量方法随应用的不同而不同。从上表可看出，一些应用具有高增益和低噪声系数(低噪声放大器(LNA)在高增益模式下)，一些则具有低增益和高噪声系数(混频器和LNA在低增益模式下)，一些则具有非常高的增益和宽范围的噪声系数(接收机系统)。因此测量方法必须仔细选择。本文中将讨论噪声系数测试仪法和其他两个方法：增益法和Y系数法。 使用噪声系数测试仪 噪声系数测试/分析仪在图1种给出。 图1. 噪声系数测试仪，如Agilent公司的N8973A噪声系数分析仪，产生28VDC脉冲信号驱动噪声源 (HP346A/B)，该噪声源产生噪声驱动待测器件(DUT)。使用噪声系数分析仪测量待测器件的输出。由于分析仪已知噪声源的输入噪声和信噪比，DUT的噪声系数可以在内部计算和在屏幕上显示。对于某些应用(混频器和接收机)，可能需要本振(LO)信号，如图1所示。当然，测量之前必须在噪声系数测试仪中设置某些参数，如频率范围、应用(放大器/混频器)等。 使用噪声系数测试仪是测量噪声系数的最直接方法。在大多数情况下也是最准确地。工程师可在特定的频率范围内测量噪声系数，分析仪能够同时显示增益和噪声系数帮助测量。分析仪具有频率限制。例如，Agilent N8973A可工作频率为10MHz至3GHz。当测量很高的噪声系数时，例如噪声系数超过10dB，测量结果非常不准确。这种方法需要非常昂贵的设备。 增益法 前面提到，除了直接使用噪声系数测试仪外还可以采用其他方法测量噪声系数。这些方法需要更多测量和计算，但是在某种条件下，这些方法更加方便和准确。其中一个常用的方法叫做“增益法”，它是基于前面给出的噪声因数的定义：
RF & Microwave e-Academy Program
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RFMW 202: Noise Figure Basics
Technical data is subject to change. Copyright@2004 Agilent Technologies Printed on Jan, 2004 5988-8495ENA
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RFMW 202: Noise Figure Basics
Welcome to RFMW 202, the module on the basics of noise figure. This module will take you about 60 minutes for you to complete. If you have not already done so, we recommend that you study the modules RFMW 101 and MEAS 102 before this one.
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Fundamental Noise Concepts
Fundamental noise concepts
How do we make measurements?
What DUTs can we measure?
What influences the measurement uncertainty?
In this module we will first look at the concepts of noise (why is it important), then on to how to make measurements and we will conclude with some detailed information on measurement uncertainty and tools. Let’s now go straight into concepts of noise.
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噪声系数的计算及测量方法 噪声系数(NF)是RF系统设计师常用的一个参数，它用于表征RF放大器、混频器等器件的噪声，并且被广泛用作无线电接收机设计的一个工具。许多优秀的通信和接收机设计教材都对噪声系数进行了详细的说明. 现在，RF应用中会用到许多宽带运算放大器和ADC，这些器件的噪声系数因而变得重要起来。讨论了确定运算放大器噪声系数的适用方法。我们不仅必须知道运算放大器的电压和电流噪声，而且应当知道确切的电路条件：闭环增益、增益设置电阻值、源电阻、带宽等。计算ADC的噪声系数则更具挑战性，大家很快就会明白此言不虚。 公式表示为：噪声系数NF=输入端信噪比/输出端信噪比，单位常用“dB”。 该系数并不是越大越好，它的值越大，说明在传输过程中掺入的噪声也就越大，反应了器件或者信道特性的不理想。 在放大器的噪声系数比较低的情况下，通常放大器的噪声系数用噪声温度(T)来表示。 噪声系数与噪声温度的关系为：T=(NF-1)T0 或NF=T/T0+1 其中：T0-绝对温度(290K) 噪声系数计算方法 研究噪声的目的在于如何减少它对信号的影响。因此，离开信号谈噪声是无意义的。 从噪声对信号影响的效果看，不在于噪声电平绝对值的大小，而在于信号功率与噪声功率的相对值，即信噪比，记为S/N(信号功率与噪声功率比)。即便噪声电平绝对值很高，但只要信噪比达到一定要求，噪声影响就可以忽略。否则即便噪声绝对电平低，由于信号电平更低，即信噪比低于1，则信号仍然会淹没在噪声中而无法辨别。因此信噪比是描述信号抗噪声质量的一个物理量。 1 噪声系数的定义 要描述放大系统的固有噪声的大小，就要用噪声系数，其定义为
中华人民共和国国家标准 GB 1496—79 机动车辆噪声测量方法 本标准适用于各类型汽车、摩托车、轮式拖拉机等机动车辆的车外、车 内噪声的测量。 一、测量仪器 1．使用精密声级计或普通声级计和发动机转速表。 2．声级计误差应不超过±2dB（A）。 3．在测量前后，仪器应按规定进行校准。 二、车外噪声测量 （一）测量条件 4．测量场地应平坦而空旷，在测试中心以25m为半径的范围内，不应有大的反射物，如建筑物、围墙等。 5．测试场地跑道应有20m以上的平直、干燥的沥青路面或混凝土路面。路面坡度不超过0.5％。 6．本底噪声（包括风噪声）应比所测车辆噪声至少低10 dB（A）。并保 证测量不被偶然的其他声源所干扰。 注：本底噪声系指测量对象噪声不存在时，周围环境的噪声。 7．为避免风噪声干扰，可采用防风罩，但应注意防风罩对声级计灵敏度的影响。 8．声级计附近除测量者外，不应有其他人员，如不可缺少时，则必须在测量者背后。 9．被测车辆不载重。测量时发动机应处于正常使用温度，车辆带有其他辅助设备亦是噪声源，测量时是否开动，应按正常使用情况而定。
（二）测量场地及测点位置 10．测量场地示意图见图1。 11．测试话筒位于20m跑道中心点0两侧，各距中线7.5m，距地面高度1.2m，用三角架固定，话筒平行于路面，其轴线垂直于车辆行驶方向。 （三）加速行驶车外噪声测量方法 12．车辆须按下列规定条件稳定地到达始端线： 行驶档位：前进档位为4档以上的车辆用第3档，前进档位为4档或4档以下的用第2档。 发动机转速为发动机标定转速的四分之三。如果此时车速超过了50km/h，那 么车辆应以50km/h的车速稳定地到达始端线。 拖拉机以最高档位、最高车速的四分之三稳定地到达始端线。 对于自动换档车辆，使用在试验区间加速最快的档位； 辅助变速装置不应使用。 在无转速表时，可以控制车速进入测量区：以所定档位相当于四分之三标定 转速的车速稳定地到达始端线。 13．从车辆前端到达始端线开始，立即将油门踏板踏到底或节流阀全开，直 线加速行驶，当车辆后端到达终端线时，立即停止加速。车辆后端不包括拖车以
A 声级: 用A计权网络测得的声压级, 用L A表示, 单位dB( A) 。等效连续A 声级: 简称为等效声级, 指在规定测量时间T 内A 声级的能量平均值, 用L Aeq, T表示( 简写为Leq) , 单位dB( A) 。除特别指明外, 本标准中噪声值皆为等效声级。 噪声敏感建筑物: 指医院、学校、机关、科研单位、住宅等需要保持安静的建筑物。 最大声级: 在规定测量时间内对测得的A声级最大值, 用L A max表示, 单位dB( A) 背景噪声: 被测量噪声源以外的声源发出的环境噪声的总和。 稳态噪声: 在测量时间内, 被测声源的声级起伏不大于3dB( A) 的噪声。 非稳态噪声: 在测量时间内, 被测声源的声级起伏大于3dB( A) 的噪声。 每次测量前、后必须在测量现场进行声学校准, 其前、后校准的测量仪器示值偏差不得大于0.5 dB( A) , 否则测量结果无效。 测量应在无雨雪、无雷电天气, 风速为 5 m/s 以下时进行。 测量结果修正:
背景噪声值比噪声测量值低10dB( A) 以上时, 噪声测量值不做修正。 噪声测量值与背景噪声值相差在3 dB( A) ～10dB( A) 之间时, 噪声测量值与背景噪声值的差值修约后, 按表进行修正。 噪声测量值与背景噪声值相差小于3dB( A) 时, 应采取措施降低背景噪声后, 视情况执行; 仍无法满足前两款要求的, 应按环境 噪声监测技术规范的有关规定执行。 建筑噪声和铁路噪声需修正, 工作场所噪声和公共场所噪声不进 行修正。 根据《中华人民共和国环境噪声污染防治法》, ”昼间”是指6:00 至22:00 之间的时段; ”夜间”是指22:00 至次日6:00 之间的时段。 建筑施工场界环境噪声排放标准GB 12523-
噪声系数测试方法 针对手机等接收机整机噪声系数测试问题，该文章提出两种简单实用的方法，并分别讨论其优缺点，一种方法是用单独频谱仪进行测试，精度较低；另一种方法是借助噪声测试仪的噪声源来测试，利用冷热负载测试噪声系数的原理，能够得到比较精确的测量结果。 图1是MAXIM公司TD-SCDMA手机射频单元参考设计的接收电路，该通道电压增益大于100dB，与基带单元接口为模拟I/Q信号，我们需要测量该通道的噪声系数。采用现有的噪声测试仪表是HP8970B，该仪表所能测量的最低频率为10MHz，而TD-SCDMA基带I/Q信号最高有用频率成份为640KHz，显然该仪表不能满足我们的测量需求。下面我们将介绍两种测试方案，并讨论其测试精度，最后给出实际测试数据以做对比。 图1：MAXIM公司TD-SCDMA手机射频接收电路。 利用频谱仪直接测试 利用频谱仪直接测量噪声系数的仪器连接如图2所示，其中点频信号源用于整个通道增益的校准，衰减器有两个作用，一是起到改善前端匹配的作用；二是做通道增益校准使用，因接收机增益往往很高，大于 100dB，而一些信号源不能输出非常弱的信号，配合该衰减器即能完成该功能。 测量步骤一：先利用信号源产生一个点频信号（一般我们感兴趣的是接收机小信号时的噪声系数，故此时点频信号电平应接近灵敏度电平），频点与本振信号错开一点，这样在基带I/Q端口可以得到一个点频信号，调节接收机通道增益使I/Q端点频信号幅度适中，测量接收机输入与输出端的点频信号大小可以求得这时的通道增益，记为G。
测量步骤二：接步骤一，关闭信号源，保持接收机所有设置不变，用频谱仪测量I/Q端口在刚才点频频点处的噪声功率谱密度，I端口记为Pncdensity(dBm/Hz), Q端口记为Pnsdensity(dBm/Hz)，则接收通道噪声系数有下式给出： 上式中kb表示波尔兹曼常数，F是噪声系数真值，我们用NF表示噪声系数的对数值，NF＝10lg(F)， G表示整个通道增益，T1为当前热力学温度，T0等于290K。假定T1＝T0，容易求得NF的显式表达式如下： 或者： 关于方程2与方程3的正确性，我们可以做如下简单推导。先考虑点频情况，设接收机输入端点频信号为： 接收机I/Q端口点频信号分别为：
监测方法 按GB 12349执行。 工业企业厂界噪声标准测量方法 GB 12349－90 Method of measuring noise at boundary of industrial enterprises 本标准为执行GB 12348《工业企业厂界噪声标准》而制订。 本标准适用于工厂及有可能造成噪声污染的企事业单位的边界噪声的测量。 1 名词术语 1.1 A声级用A计权网络测得的声级，用LA表示，单位dB(A)。 1.2 等效声级 在某规定时间内A声级的能量平均值，又称等效连续A声级，用Leq表示，单位为dB(A)。 按此定义此量为： Leq＝10Lg（) 式中：LA-t时刻的瞬时A声级。 T-规定的测量时间。 当测量是采样测量，且采样的时间间隔一定时，式(1)可表示为： Leq＝10Lg（） 式中：Li-第i次采样测得的A声级； n-采样总数。 1.3 稳态噪声，非稳态噪声在测量时间内，声级起伏不大于3dB(A)的噪声视为稳态噪声，否则称为非稳态噪声。 1.4 周期性噪声 在测量时间内，声级变化具有明显的周期性的噪声。 1.5 背景噪声 厂界外噪声源产生的噪声。 2 测量条件 2.1 测量仪器 测量仪器精度为Ⅱ级以上的声级计或环境噪声自动监测仪，其性能符合GB 3875《声级计电声性能及测量方法》之规定，应定期校验。并在测量前后进行校准，灵敏度相差不得大于0.5dBA，否则测量无效。测量时传声器加风罩。 2.2 气象条件测量应在无雨、无雪的气候中进行，风力为5.5m/s以上时停止测量。
2.3 测量时间 测量应在被测企事业单位的正常工作时间内进行。分为昼、夜间两部分，时段的划分可由当地人民政府按当地习惯和季节划定。 2.4 采样方式 2.4.1 用声级计采样时，仪器动态特性为“慢”响应，采样时间间隔为5s。 2.4.2 用环境噪声自动监测仪采样时，仪器动态特性为“快”响应，采样时间间隔不大于1s。2.5 测量值2.5.1 稳态噪声测量1min的等效声级。 2.5.2 周期性噪声测量一个周期的等效声级。 2.5.3 非周期性非稳态噪声测量整个正常工作时间的等效声级。 2.6 测点位置的选择 2.6.1 测点(即传声器位置。下同)应选在法定厂界外1m，高度1.2m以上的噪声敏感处。如厂界有围墙，测点应高于围墙。 2.6.2 若厂界与居民住宅相连，厂界噪声无法测量时，测点应选在居室中央，室内限值应比相应标准值低10dB(A)。 3 测量记录及数据处理 3.1 测量记录围绕厂界布点。布点数目及间距视实际情况而定。在每一测点测量，计算正常工作时间内的等效声级，填入工业企业厂界噪声测量记录表(见附表)。 3.2 背景值修正 背景噪声的声级值应比待测噪声的声级值低10dB(A)以上，若测量值与背景值差值小于10dB(A)，按下表进行修正。 附录A工业企业厂界噪声测量记录表(补充件)
噪声系数测试 1 增益法 前面提到，除了直接使用噪声系数测试仪外还可以采用其他方法测量噪声系数。这些方法需要更多测量和计算，但是在某种条件下，这些方法更加方便和准确。其中一个常用的方法叫做“增益法”，它是基于前面给出的噪声因数的定义： 在这个定义中，噪声由两个因素产生。一个是到达射频系统输入的干扰，与需要的有用信号不同。第二个是由于射频系统载波的随机扰动(LNA ，混频器和接收机等)。第二种情况是布朗运动的结果，应用于任何电子器件中的热平衡，器件的可利用的噪声功率为： P NA = kTΔF, 这里的k = 波尔兹曼常量(1.38 * 10-23焦耳/ΔK), T = 温度，单位为开尔文 ΔF = 噪声带宽(Hz) 在室温(290ΔK)时，噪声功率谱密度P NAD = -174dBm/Hz 。 因而我们有以下的公式： NF = P NOUT - (-174dBm/Hz + 10 * log 10(BW) + 增益) //20*log10(BW) 在公式中，P NOUT 是已测的总共输出噪声功率，-174dBm/Hz 是290°K 时环境噪声的功率谱密度。BW 是感兴趣的频率带宽。增益是系统的增益。NF 是DUT 的噪声系数。公式中的每个变量均为对数。为简化公式，我们可以直接测量输出噪声功率谱密度(dBm/Hz)，这时公式变为： NF = P NOUTD + 174dBm/Hz - 增益 为了使用增益法测量噪声系数，DUT 的增益需要预先确定的。DUT 的输入需要端接特性阻抗(射频应用为50Ω，视频/电缆应用为75Ω)。输出噪声功率谱密度可使用频谱分析仪测量。 增益法测量的装置见图2。
声学环境噪声测量方法 Acoustics一Measurement method of environmental noise GB/T 3222-94 代替GB 3222-82 本标准参照采用国际标准ISO 1996／1《声学环境噪声的描述和测量第1部分：基本量与测量方法》；ISO 1996/2《声学环境噪声的描述和测量第2部分：与土地使用有关的数据采集》。 1 主题内容与适用范围 本标准规定了环境噪声测量与评价方法。 本标准适用于城市区域（含县、建制镇）环境噪声、道路交通噪声的测量。 2 引用标准 GB 3947 声学名词术语 GB 3785 声级计的电、声性能及测试方法 SJ／Z 9151 积分平均声级计 JJG 176 声校准器检定规程 JJG 669 积分声级计检定规程 JJG 778 噪声统计分析仪检定规程 3 术语 3.1 A［计权］声级 用A计权网络测得的声级，用LpA表示，单位dB。 注：通常简单地用LA表示。 3.2 累积百分声级 在规定测量时间T内，有N％时间的声级超过某一LpA值，这个LpA值叫做累积百分声级，用LN,T表示，单位dB。例如L95,1h表示1小时内，有95％的时间超过的A声级。 累积百分声级用来表示随时间起伏无规噪声的声级分布特性。 注：通常简单地用LN表示，如L95。 3.3 等效「连续］A声级 等效［连续］A声级是在某规定时间内A声级的能量平均值，用LAeq,T表示，单位dB。按此定义此量为： (1) 式中：LpA（t）棗某时刻t的瞬时A声级，dB； T －规定的测量时间，s。 当规定的时间T内，要分时间段测量时，如T＝T1＋T2＋…………＋Tm，则T时间内的等效A声级，计算式为： (2) 式中：LAeq,Ti棗第i段时间测得的等效A声级； Ti－第i段时间，s。 由于环境噪声标准中都用A声级，故如不加说明，则等效声级就是等效[连续]A声级、并常简单地用符号Leq表示。 3.4 昼夜等效声级 在昼间和夜间的规定时间内测得的等效A声级分别称为昼间等效声级Ld或夜间等效声级Ln，。昼夜等效声级为昼间和夜间等效声级的能量平均值，用Ldn表示，单位dB。
噪声监测方法 环境噪声监测的目的和意义：及时、准确地掌握城市噪声现状，分析其变化趋势和规律；了解各类噪声源的污染程度和范围，为城市噪声管理、治理和科学研究提供系统的监测资料。 一、城市环境噪声测量方法 城市环境噪声监测包括：城市区域环境噪声监测、城市交通噪声监测、城市环境噪声长期监测和城市环境中扰民噪声源的调查测试等。 基本测量仪器为精密声级计或普通声级计。仪器使用前应按规定进行校准，检查电池电压，测量后要求复校一次，前后灵敏度不大于2dB，如有条件,可使用录音机、记录器等。 （一）城市区域环境噪声监测 布点：将要普查测量的城市分成等距离网格（例如500m×500m），测量点设在每个网格中心，若中心点的位置不宜测量（如房顶、污沟、禁区等），可移到旁边能够测量的位置。网格数不应少于100个。 测量：测量时一般应选在无雨、无雪时（特殊情况除外），声级计应加风罩以避免风噪声干扰，同时也可保持传声器清洁。四级以上大风应停止测量。 声级计可以手持或固定在三角架上。传声器离地面高1.2米。放在车内的，要求传声器伸出车外一定距离，尽量避免车体反射的影响，与地面距离仍保持1.2米左右。如固定在车顶上要加以注明，手持声级计应使人体与传声器距离0.5米以上。 测量的量是一定时间间隔（通常为5秒）的A声级瞬时值，动态特性选择慢响应。 测量时间：分为白天（6：00-22：00）和夜间（22：00-6：00）两部分。白天测量一般选在8：00-12：00时或14：00-18：00时，夜间一般选在22：00-5：00时，随地区和季节不同，上述时间可稍作更改。 测点选择：测点选在受影响者的居住或工作建筑物外1米，传声器高于地面1.2m以上的噪声影响敏感处。传声器对准声源方向，附近应没有别的障碍物或反射体，无法避免时应背向反射体，应避免围观人群的干扰。测点附近有什么固定声源或交通噪声干扰时，应加以说明。
噪声系数测量的三种方法 摘要：本文介绍了测量噪声系数的三种方法：增益法、Y系数法和噪声系数测试仪法。这三种方法的比较以表格的形式给出。 前言 在无线通信系统中，噪声系数(NF)或者相对应的噪声因数(F)定义了噪声性能和对接收机灵敏度的贡献。本篇应用笔记详细阐述这个重要的参数及其不同的测量方法。 噪声指数和噪声系数 噪声系数(NF)有时也指噪声因数(F)。两者简单的关系为： NF = 10 * log10 (F) 定义 噪声系数(噪声因数)包含了射频系统噪声性能的重要信息，标准的定义为： 式1 从这个定义可以推导出很多常用的噪声系数(噪声因数)公式。 下表为典型的射频系统噪声系数：
* HG = 高增益模式，LG = 低增益模式 噪声系数的测量方法随应用的不同而不同。从上表可看出，一些应用具有高增益和低噪声系数(低噪声放大器(LNA)在高增益模式下)，一些则具有低增益和高噪声系数(混频器和LNA 在低增益模式下)，一些则具有非常高的增益和宽围的噪声系数(接收机系统)。因此测量方法必须仔细选择。本文中将讨论噪声系数测试仪法和其他两个方法：增益法和Y系数法。 使用噪声系数测试仪 噪声系数测试/分析仪在图1种给出。
图1. 噪声系数测试仪，如Agilent的N8973A噪声系数分析仪，产生28VDC脉冲信号驱动噪声源(HP346A/B)，该噪声源产生噪声驱动待测器件(DUT)。使用噪声系数分析仪测量待测器件的输出。由于分析仪已知噪声源的输入噪声和信噪比，DUT的噪声系数可以在部计算和在屏幕上显示。对于某些应用(混频器和接收机)，可能需要本振(LO)信号，如图1所示。当然，测量之前必须在噪声系数测试仪中设置某些参数，如频率围、应用(放大器/混频器)等。 使用噪声系数测试仪是测量噪声系数的最直接方法。在大多数情况下也是最准确地。工程师可在特定的频率围测量噪声系数，分析仪能够同时显示增益和噪声系数帮助测量。分析仪具有频率限制。例如，Agilent N8973A可工作频率为10MHz至3GHz。当测量很高的噪声系数时，例如噪声系数超过10dB，测量结果非常不准确。这种方法需要非常昂贵的设备。
实验一校园噪声监测 一．实验目的 1．掌握噪声的监测方法。 2．熟悉声级计的使用。 3．掌握对非稳态的无规则噪声监测数据的处理方法。 二．测量条件 1．使用仪器是声级计。天气条件要求在无雨雪的时间，声级计应保持传声器膜片清洁，风力在三级以上必须加风罩（以避免风噪声干扰），五级以上大风应停止测量。手持仪器测量，传声器要求距离地面1.2m。 2．测点选在噪声敏感建筑物外1m，传声器对准声源方向，附近没有别的障碍物或反射体，避免围观人群的干扰。测量同时要记录周围声学环境，包括主要噪声源或交通噪声干扰。 三．实验步骤 1．选定测点：如：校园内学生宿舍楼、图书馆、教学楼、餐厅、中心广场、校园交通道路等，可选择不同时间段，每组测量的测点数等于组员人数，记录测量时间和地点。 2．各组轮流使用一台声级计测量各测点，一个组内每个组员记录不同测点或不同时间段的测量结果，填入噪声测量记录表中。按组收齐实验报告。 3．读数方式用慢档，每隔5s读一个A声级瞬时值，连续读取100个数据，同时记录天气情况和主要噪声来源，并记录人流量（人/分）。 四．数据处理 1．将各测点测量的数据从大到小排列。从数据上找出L10、L50、L90。 2．求出各测点的等效声级L eq和噪声污染级L NP。 年月日时分至时分 星期测量人 天气情况仪器 地点计权网络A档 噪声来源人流量(人/分)
快慢档慢档取样间隔5秒 取样总个数100个从大到小排列 L10= dB（A）L50= dB（A）L90= dB（A） L eq= dB（A）L NP= dB（A） 五．注意事项 1．每次测量前均应仔细校准声级计。声级计使用的电池电压不足时应更换。 2．环境噪声是随时间而起伏的无规律噪声，因此测量结果一般用统计值或等效声级来表示，本实验用等效声级表示。 3．目前大多数声级计具有数据自动整理功能，作为练习，希望能记录数据后手工计算。 思考题： 1．L10、L50、L90各相当于噪声的什么值？L eq、L NP与它们有何关系？（请写出关系式） 2.将校园的声环境质量与国家相应标准比较得出结论；通过对本组测得的所有地点和时间段的结果进行讨论，分析校园声环境质量现状；提出改善校园声环境质量的建议及措施。
用N9020A测试放大器和变频器的噪声系数 一、噪声系数相关介绍 1)噪声系数的定义 噪声系数：网络输入信噪比与其输出信噪比的比值。即信噪比变坏的程度。 用下式表示：F=S I N i S o N o 2) Y系数法测量原理 a)Y系数：连接噪声源到DUT，测量噪声源在两种状态下（on和off），DUT 的输出功率，两种功率（N 1和N 2 ）之比称为Y系数。也可表示为dB数。 Y=N2N1 上图中，T c为冷态温度，T h为热态温度。直线的斜率为被测件的增益，N a 为被测件产生的噪声。我们一般认为噪声是平稳分布的，噪声功率与所占用带宽成正比，即N=K*T*B。 其中Y=N2 N1 =kGB(T e+T h) kGB(T e+T c) b)超噪比ENR定义为： ENR=T h?T c T o ENR dB=10log?(T h?T c T o ) 根据T e=F?1?T o 从而得NF=ENR?10log(Y?1) Y系数法可以测量很宽范围的噪声系数。
二、N9020(MXA)简介 i.前面板简介 ii.后面板简介
三、放大器噪声系数测试 被测件为：Preamplifier, Agilent technologies 87405C, 0.1-18GHz 测试仪器：MXA, Noise Figure Personality N9069A, 346B 测试步骤如下： [*]表示硬按件，{*}表示软按件。 1 打开噪声系数选件，具体步骤如下： [Mode] > {Noise Figure} 2 打开参数设置界面，设置相关测试参数如下图所示。 [Mode Setup] > {DUT Setup} 其中设置被测件DUT为放大器，频率模式（Freq Mode）为扫频，设置RF 频率开始为1GHz，截止频率为9GHz。 3输入与噪声源相对应的频率和超噪比参数，步骤如下： [Meas Setup] > {ENR} > {Use Meas Table Data for Cal}将其打开。 [Meas Setup] > {ENR} > { Meas Table} > {Edit} > 输入频率和超噪比参数。
噪声测试规范 文件编码：INVT-LAB-GF-16 噪声测试规范 拟制：韦启圣 _ 日期：2010-10-30 审核：董瑞勇 _ 日期：2010-12-02 批准：董瑞勇 _ 日期：2010-12-02
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目录 1、目的 (4) 2、范围 (4) 3、定义 (4) 4、引用标准 (6) 5、测试设备 (6) 6、测试环境条件 (6) 7、噪声测试 (6) 7.1.被测设备的安装 (6) 7.2.传声器位置的选择 (7) 7.3.噪声测量 (11) 8、验收准则 (13) 附录A：噪声测试数据记录表 (14)
噪声测试规范 1、目的 本规范给出一种现场简易法测定电气设备的发射声压级。用于检验我司产品发射的噪声是否满足标准或设计的要求。使用本规范测试方法其结果的准确度等级为3级（简易级）。 2、范围 本规范规定的噪声测试方法，适用于深圳市英威腾电气股份有限公司开发生产的所有电气产品。 3、定义 本规范采用以下定义。其它声学术语、量和单位按GB/T 3947和GB/T 3102.7的规定。 3.1 发射 emission 由确定声源（被测机器）辐射出空气声。 3.2 发射声压（P） emission sound pressure 在一个反射平面上，按规定的安装和运行条件工作的声源附近指定位置的声压。它不包括背景噪声以及本测试方法所允许的反射面以外其他声反射的影响，单位Pa。 3.3 发射声压级（L ）emission sound pressure level P 发射声压平方P2(t)与基准声压平方P02之比的以10为底的对数乘以10。采用GB/T 3785规定的时间计权和频率计权进行测量，单位dB。基准声压为20μPa。P2(t)表示声压有效值平方随时间变化。 3.4 脉冲噪声指数（脉冲性） impulsive noise index (impulsiveness) 该指标用以表征声源发射噪声的脉冲特性，单位dB。 3.5 一个反射面上方的自由场 free field over a reflecting plane 被测机器所处的无限大、坚硬平面上方半空间内，各向同性均匀媒质中的声场。 3.6 工作位置，操作者位置 work station, operator’s position 被测机器附近，为操作者指定的位置。 3.7 指定位置 specified position
交通噪声的测量 【实验目的】 交通噪声是目前城市环境噪声的主要来源，通过本次实验加深对交通噪声的了解，掌握等效连续声级及累计百分数声级的概念。 【实验原理】 本实验中采用等效连续声级及累计百分数声级对测量的噪声进行客观量度。 等效连续A声级据能量平均的原则，把一个工作日内各段时间内不同水平的噪声，经过计算用一个平均的A 声级来表示。如果在工作日内接触的是一种稳态噪声，则该噪声的等效连续 A 声级就是它的 A 声级。如果接触的噪声强度不同或不是稳态噪声，则按下法计算： Leq=10lg[1 N 0.1 1 10Ai N L i= ∑] （1） 式中Leq－等效连续声级， N－测试数据个数 L Ai－第i个A计权声级 累计百分数声级Ln表示在测量时间内高于Ln声级所占的时间为n%。对于统计特性符合正态分布的噪声，其累计百分数声级与等效连续A声级之间有近似关系。 Leq≈L50+(L10-L90)2/60 （2） 式中： 峰值声级(L10):表示在测量时段内,有10%的时间超过的噪声级,即噪声平均最大值。它是对人干扰较大的声级,也是交通噪声常用的评价值。 平均声级(L50):表示在测量时段内,有50%的时间超过的噪声级,即噪声的平均值。本底声级(L90):表示在测量时段内,有90%的时间超过的噪声级,即噪声的本底值。等效声级(Leq):是将测量时段内间歇暴露的几个A声级表示该时段内的噪声大小,是声级能量的平均值。
【实验仪器】 AW A5610P型积分声级计 【采样点设置】 道路交通噪声的测点应选在市区交通干线两路口之间，道路人行道上，距马路20cm 处，此处两交叉路口应大于50m。测点离地高度大于1.2m，并尽可能避开周围的反射物，以减少周围反射对测试结果的影响。 【实验步骤】 1、准备好实验仪器，打开电源稳定后，用校准仪对仪器进行校准。 2、测量时每隔5秒记一个瞬时A声级，连续记录200个数据。测量的同时 记录交通流量。 3、将200个数据从小到大排列，分别找出L10、L90 L50带入公式（2）计算。【注意事项】 1、测量场地应平坦而空旷，在测试中心以25米为半径的范围内，不应有大 的反射物，如建筑物、围墙等。 2、测试场地跑道应有20米以上的平直、干燥的沥青路面或混凝土路面。路 面坡度不超过0.5%。 3、本底噪声（包括风噪声）应比所测车辆噪声至少低10分贝。并保证测量 不被偶然的其他声源所干扰。注：本底噪声系指测量对象噪声不存在时，周围环境的噪声。 4、为避免风噪声干扰，可采用防风罩，但应注意防风罩对声级计灵敏度的 影响。 5、声级计附近除测量者外，不应有其他人员，如不可缺少时，则必须在测 量者背后。