【導讀】zaoshengxishudeyibangainianyibeixitonghedianlushejirenyuanhenhaodilijiebingguangfanshiyong。tebieshi，tayongyuchuandachanpindingyizhehedianlushejizhedezaoshengxingnengyaoqiu
，bingyucejieshouqixitongdezhengtilingmindu。

本ben教jiao程cheng討tao論lun現xian代dai無wu線xian電dian接jie收shou器qi中zhong的de噪zao聲sheng係xi數shu。它ta討tao論lun了le接jie收shou器qi係xi統tong中zhong影ying響xiang噪zao聲sheng係xi數shu的de常chang見jian因yin素su以yi及ji有you助zhu於yu實shi現xian所suo需xu測ce量liang的de數shu學xue方fang法fa。探tan討tao了le無wu線xian電dian接jie收shou器qi的de不bu同tong部bu分fen，並bing重zhong點dian關guan注zhu每mei個ge部bu分fen的de NF 分析。

zaoshengxishudeyibangainianyibeixitonghedianlushejirenyuanhenhaodilijiebingguangfanshiyong。tebieshi，tayongyuchuandachanpindingyizhehedianlushejizhedezaoshengxingnengyaoqiu
，bingyucejieshouqixitongdezhengtilingmindu。

當混頻器是信號鏈的一部分時，噪聲係數分析的主要困難就會出現。所有實際混頻器都會圍繞本地振蕩器 (LO) 頻率折疊 RF 頻譜，根據 fOUT = |fRF – fLO| 創chuang建jian包bao含han兩liang側ce頻pin譜pu總zong和he的de輸shu出chu。在zai外wai差cha架jia構gou中zhong，這zhe些xie貢gong獻xian之zhi一yi通tong常chang被bei認ren為wei是shi虛xu假jia的de，而er另ling一yi個ge則ze被bei認ren為wei是shi有you意yi的de。因yin此ci，圖tu像xiang拒ju絕jue過guo濾lv或huo圖tu像xiang消xiao除chu方fang案an可ke能neng被bei用yong來lai很hen大da程cheng度du上shang消xiao除chu這zhe些xie響xiang應ying之zhi一yi。在zai直zhi接jie轉zhuan換huan接jie收shou器qi中zhong

，情qing況kuang有you所suo不bu同tong
；兩個邊帶（高於和低於 fRF = fLO）均被轉換並用於所需信號。因此，這確實是混頻器的雙邊帶 (DSB) 應用。

工業界常用的各種定義在不同程度上解釋了噪聲折疊。例如，傳統的單邊帶噪聲係數 FSSB 假jia設she來lai自zi兩liang個ge邊bian帶dai的de噪zao聲sheng都dou可ke以yi折zhe疊die到dao輸shu出chu信xin號hao中zhong。然ran而er
，隻zhi有you一yi個ge邊bian帶dai可ke用yong於yu傳chuan送song所suo需xu信xin號hao。假jia設she兩liang個ge響xiang應ying的de轉zhuan換huan增zeng益yi相xiang等deng
，這zhe自zi然ran會hui導dao致zhi噪zao聲sheng係xi數shu增zeng加jia 3dB。相反，DSB 噪聲係數假設混頻器的兩個響應都包含部分有用信號，因此噪聲折疊（以及相應的信號折疊）不會影響噪聲係數。DSB 噪聲係數可應用於直接轉換接收器以及射電天文接收器。然而
，更深入的分析表明
，設計人員僅僅為給定應用選擇正確的噪聲係數“風格”，然後代入標準 Friis 方fang程cheng中zhong的de相xiang應ying數shu字zi是shi不bu夠gou的de。這zhe樣yang做zuo可ke能neng會hui導dao致zhi分fen析xi出chu現xian嚴yan重zhong錯cuo誤wu
，當dang混hun頻pin器qi或huo混hun頻pin器qi後hou麵mian的de組zu件jian在zai確que定ding係xi統tong噪zao聲sheng係xi數shu方fang麵mian發fa揮hui著zhe不bu可ke忽hu視shi的de作zuo用yong時shi，這zhe種zhong情qing況kuang可ke能neng尤you其qi嚴yan重zhong。

混頻器噪聲的概念模型

可視化混頻器噪聲貢獻的一種方法是考慮混頻器的概念模型（圖 1）。該模型基於 Agilent Genesys 仿真程序提供的模型。

在此模型中
，輸入信號被分成兩個獨立的信號路徑，一個代表高於 LO 的 RF 頻率
，另一個代表低於 LO 的頻率。每條路徑都經過混頻器中獨立的加性噪聲??處理，並且應用獨立量的轉換增益。，這兩個路徑被轉換為 IF 頻率，並與混頻器輸出級中可能出現的進一步噪聲貢獻相加地組合。有用頻段和鏡像頻段的單位帶寬自噪聲功率可能不同；相應的轉換增益也可能不同。

為了方便起見，我們可以將所有噪聲源引用到輸出，並將它們收集在全局噪聲項 NA 中
，表示混頻器輸出端口可用的每單位帶寬的總附加噪聲功率。

NA = NSGS + NIGI + NIF

請注意
，NA 根本不依賴於混頻器輸入端口是否存在信號。

總結了混頻器的內部噪聲源後，我們現在轉向源終端產生的噪聲（圖 2）。我wo們men確que定ding了le兩liang個ge離li散san噪zao聲sheng源yuan，分fen別bie表biao示shi由you於yu所suo需xu頻pin率lv和he圖tu像xiang頻pin率lv處chu的de源yuan終zhong端duan而er產chan生sheng的de輸shu入ru噪zao聲sheng密mi度du。我wo們men必bi須xu將jiang這zhe些xie作zuo為wei獨du立li的de量liang來lai考kao慮lv，因yin為wei應ying用yong電dian路lu可ke能neng會hui導dao致zhi其qi中zhong一yi個ge衰shuai減jian，而er另ling一yi個ge以yi低di損sun耗hao傳chuan輸shu到dao混hun頻pin器qi的de射she頻pin輸shu入ru端duan口kou。如ru果guo圖tu像xiang和he所suo需xu的de RF 頻率很好地分離並且采用頻率選擇性匹配
，情況很可能就是這樣。

在寬帶匹配的情況下，我們可以寫成 NOUT = NA + kT0GS + kT0GI。然而，在與所需 RF 頻率下的混頻器進行高 Q 值
、頻率選擇性匹配的情況下，由於鏡像頻率處的源終端而產生的輸出噪聲可能可以忽略不計
，從而導致 NOUT = NA + kT0GS。一般來說，我們可以為混頻器輸入端口在鏡像頻率下可用的輸入源終端噪聲功率的有效分數分配一個係數α。因此，NOUT = NA + kT0GS + αkT0GI，其中 α 是 0 ≤ α ≤ 1 範圍內的特定於應用的係數。稍後我們將看到應用中的有效噪聲係數取決於 α 的值。

外差接收器

我們可以通過圖 3 中的示例了解如何在更大的級聯分析中應用有效噪聲係數。為了計算整個鏈的級聯噪聲係數，我們需要將混頻器及其相關的 LO 和鏡像抑製濾波封裝為具有特定增益和噪聲係數的等效雙端口網絡。該二端口網絡的有效噪聲係數為 FSSBe = 2(FDSB – 1) + 1
，因為圖像頻率處的終端噪聲被前麵的濾波器很好地抑製了。

相鄰係統塊背景下的外差混頻器。

請注意，適用的噪聲係數既不是混頻器的 DSB 噪聲係數，也不是混頻器的 SSB 噪聲係數。相反，它是介於這兩個值之間的有效噪聲係數。在 DSB 噪聲係數為 3dB 的情況下，可以計算出二端口網絡的等效噪聲係數為 4.757dB，如上所述。在整個級聯計算中使用該值，係統噪聲係數為 7.281dB，如下表所示。手動計算表明，該結果與使用 4.757dB 混頻器噪聲係數的標準 Friis 方程一致。

係統中外差混頻器的模擬級聯性能

一yi般ban來lai說shuo，當dang用yong等deng效xiao的de二er端duan口kou網wang絡luo替ti換huan混hun頻pin器qi及ji其qi相xiang鄰lin組zu件jian時shi，輸shu入ru端duan口kou應ying該gai是shi信xin號hao流liu中zhong鏡jing像xiang響xiang應ying被bei拒ju絕jue的de節jie點dian。輸shu出chu端duan口kou應ying該gai是shi圖tu像xiang和he所suo需xu響xiang應ying組zu合he在zai一yi起qi的de早zao節jie點dian（通常是混頻器的輸出端口）。如果混頻器的鏡像響應沒有被架構有效地抑製，那麼弗裏斯方程就不能在不修改的情況下使用。

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