噪聲源的傳遞函數(shù)

與方波源相比，寬帶白噪聲源的功率密度在頻率上相對(duì)恒定，高頻時(shí)的信號(hào)功率更高，在整個(gè)頻率范圍內(nèi)提供恒定的信噪比。

實(shí)際上，寬帶噪聲源同時(shí)探測(cè)所有頻率，只有在頻域中查看時(shí)，我們才會(huì)看到所有頻率成分。

我們用于測(cè)量測(cè)量系統(tǒng)傳遞函數(shù)的方法可應(yīng)用于任何測(cè)量系統(tǒng)：

1.使用最高采樣率，直接測(cè)量噪聲源的電壓噪聲并計(jì)算FFT，這給出了FFT的最高頻率上限

2.選擇一個(gè)時(shí)基，用于定義合理的頻率分辨率

3.將FFT平均300次以降低固有噪聲并獲得更平滑的信號(hào)

4.將其存儲(chǔ)為參考信號(hào)

5.接入待測(cè)的探頭-線纜系統(tǒng)，并使用相同的設(shè)置測(cè)量其頻譜

6.在對(duì)數(shù)坐標(biāo)中，從DUT頻譜中減去參考頻譜，此差值來自于測(cè)量系統(tǒng)的傳遞函數(shù)變化

7.使用此方法探索系統(tǒng)的傳遞函數(shù)

第一步是表征噪聲源，此示例中使用的示波器力科WavePro HD 804最高采樣率為20 GS/s，受限于奈奎斯特采樣率，FFT中的最高頻率為10GHz，時(shí)基為設(shè)置為100 nsec/div，頻譜中的頻率分辨率為1MHz，這些是基礎(chǔ)設(shè)置。

使用von Hann窗函數(shù)計(jì)算FFT，圖顯示的是時(shí)域信號(hào)和單次掃描的FFT及300次平均后的FFT,平均后的頻譜是參考頻譜。

如果我們假設(shè)示波器的固有傳遞函數(shù)是平坦的，則噪聲源頻譜的測(cè)量結(jié)果表明噪聲源不是完全平坦的頻率響應(yīng)，它的幅度變化約為+/- 3dB。但它在高頻率時(shí)，具有很高的能量。頻譜中8 GHz以上的滾降是對(duì)示波器8 GHz額定帶寬的直接測(cè)量，這是使用VNA無法測(cè)量的。

圖中最上方的圖是測(cè)量的頻譜減去參考頻譜后計(jì)算到的歸一化傳遞函數(shù)，在這個(gè)例子中，它是一個(gè)平坦的0 dBm，因?yàn)槲覀冋诓榭磪⒖荚肼曉磁c自身相比。

許多示波器都提供前端濾波器以降低測(cè)量帶寬，當(dāng)信號(hào)帶寬較低時(shí)，降低示波器帶寬將減小高頻噪聲，增加測(cè)量的SNR，圖3是示波器帶寬設(shè)置為4GHz的系統(tǒng)的傳遞函數(shù)示例。

后面我們會(huì)介紹使用此技術(shù)深入了解常見的測(cè)量應(yīng)用，包括：

?示波器的輸入耦合設(shè)置

?不同電纜和前端的影響

?在最佳情況和典型條件下，10x無源探頭的影響