[导读]本文探究了不同噪声单位之间的转换问题。无线电设计师可以运用这些信息来设计其系统拓扑结构和选择组件,以实现最佳的灵敏度。
信号接收器系统的设计师常常需要进行系统性能的级联链路分析(从天线一直到ADC)。在链路分析中,噪声是一个至关重要的参数,它限制了接收器的总体灵敏度。对系统拓扑结构来说更加重要,原因是拓扑结构的选择力求优化总体信噪比、动态范围和诸多其它参数。噪声计算中的一个问题是需要在链路中各组件(即电路的RF、IF/基带和ADC部分)所使用的不同噪声单位之间进行转换。
图1给出了一个简化的系统示意图。它包括RF部分、IF/基带部分(由一个放大器来代表)和ADC。RF部分(包括一个混频器或解调器)通常采用以分贝标度(dB)为单位的噪声系数(NF)来规定。这也可以利用一个在概念上与NF相似的噪声功率频谱密度来规定(如-160dBm/Hz与一个约14dB的NF相等)。当工作于一个固定阻抗(50Ω)环境中的时候,采用NF可简化RF信号链路的分析。然而,如果"恒定阻抗和正确电源/负载端接"的假设不成立,那么NF计算将变得不简单。
NF至SNR:多少ADC分辨率?
该SNR理论值(在本例中为65.5dB)代表了采用一个理想ADC所能获得的最大分辨率。实际ADC应具有比该数值高至少5dB的SNR,以维持整个链路的性能水平。例如:凌力尔特的LTC2255系列(或双通道LTC2285 ADC系列)等实用的高性能14位ADC具有72dB~74dB的SNR。
SNR至NF
对于无线电设计师来说,系统设计中一项重点是总噪声系数,因为它会受到链路中所有组件的影响。一旦选定了组件,即可确定接收器的等效输入噪声系数和总灵敏度。假设所关心的信号处于ADC的一个奈奎斯特带宽之内,则ADC的等效噪声为:
结语
在进行从RF组件至ADC的整个系统设计时,噪声规格所采用的单位并非始终相同,会因组件而异。本文探究了不同噪声单位之间的转换问题。无线电设计师可以运用这些信息来设计其系统拓扑结构和选择组件,以实现最佳的灵敏度。
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