Инструменты, цифровые технологии, связь, измерения

Измерение коэффициента шума. Приложение R&S®Fxx-K30 и интеллектуальные генераторы шума R&S®FS-SNS

1 ноября 2019 г. в 09:05

Раньше коэффициент шума измерялся с помощью специальных измерителей шума, но сегодня коэффициент шума (КШ) и коэффициент усиления (КУ) часто измеряют с помощью анализатора спектра. Для этого применяется метод Y-фактора, который позволяет получить точные результаты даже для невысоких номиналов КШ.

Измерение коэффициента шума

Коэффициент шума — это величина, показывающая, во сколько раз изменяется (уменьшается) отношение сигнал/шум на выходе четырехполюсника по сравнению с отношением сигнал/шум на его входе.

Знание точного значения коэффициента шума (КШ) необходимо для разработки, оптимизации и производства практических всех радиотехнических систем. Раньше коэффициент шума измерялся с помощью специальных измерителей шума, но сегодня коэффициент шума и коэффициент усиления (КУ) часто измеряют с помощью анализатора спектра. Для этого применяется метод Y-фактора, который позволяет получить точные результаты даже для невысоких номиналов КШ.

Аттестованная методика «МИ D1-2017/1» предназначена для выполнения измерений КШ с помощью анализаторов спектра по методу Y-фактора в задачах контроля качества четырехполюсников.

При этом объектами измерений, выполняемых по указанной методике, являются различные устройства СВЧ и усилители, работающие в диапазоне частот от 100 МГц до 50 ГГц.

Метод измерений

Измерение коэффициента шума четырехполюсника КШЧП при помощи анализатора спектра производится по методу Y - фактора. Этот метод основан на нахождении отношения измеренной мощности шума на выходе испытуемой цепи, когда источник шума включен или находится при его «горячей» температуре, к измеренной мощности шума на выходе цепи, когда источник шума выключен или находится при его «холодной» температуре. Для реализации этого метода используют широкополосный генератор шума (ГШ), который имеет два температурных состояния: высокотемпературное состояние ТГШВКЛ, когда ГШ включен, и низкотемпературное состояние ТГШВЫКЛ, когда он выключен.

Схема измерения КШ приведена на рисунках 1а и 1б.

Измерение коэффициента шума
Измерение коэффициента шума

Допустимо применение обычных или интеллектуальных ГШ утвержденного типа, но при этом их метрологические характеристики должны иметь параметры не хуже, чем прописанные значения в «МИ D1-2017/1».

Метрологические характеристики «МИ D1-2017/1»

  • Диапазон измерений КШ — от 1 до 30 дБ.
  • Днапазон частот — от 100 МГц до 50 ГГц.
  • КСВН входа и выхода четырехполюсника не более 2.
  • Коэффициент передачи четырехполюсника не более +20 дБ.
  • Границы допускаемой относительной погрешности измерений коэффициента шума δКШЧП четырехполюсника при доверительной вероятности 0,95 (см. таблицу ниже).
Измерение коэффициента шума

Измерительные решения

На сегодняшний день проводить подобные измерения КШ и КУ четырехполюсника возможно со следующими моделями анализаторов спектра: FSW, FSVA3000 или FSV3000, FSVA или FSV, а также с FPL1000 или FSL.

Для этого необходимо, чтобы прибор был укомплектован программной опцией Fxx-K30, которая позволяет получить наиболее важные характеристики четырехполюсника с высокой точностью независимо от собственного коэффициента шума прибора.

К типовым вариантам применения опции Fxx-K30 относится снятие характеристик усилителей. На заданной частоте или в выбираемом диапазоне частот могут быть измерены следующие параметры:

  • Коэффициент шума, дБ
  • Усиление, дБ
  • Y-фактор, дБ
Измерение коэффициента шума

Для проведения такого измерения помимо анализатора спектра необходим генератор шума с известной избыточной относительной шумовой температурой (ENR). В случае применения обычного (не интеллектуального) ГШ совместно с приборами FPL1000 и FSL источник шума управляется выходом +28В, который имеется в опции дополнительных интерфейсов Fxx-B5 (см. рис. ниже), а в случае применения приборов серий FSV/A3000 выходом управления ГШ является опция FSV3-B28V (устанавливается на задней панели прибора).

На приборе высшего класса FSW порт управления ГШ (+28В) имеется в базовой комплектации.

С помощью опционального ВЧ-предусилителя (например, FxxB22 / В24) можно увеличить чувствительность для измерения параметров устройств с низким коэффициентом шума, например, малошумящих усилителей.

Одно из преимуществ опции Fxx-K30 над обычными системами измерения шума заключается в том, что приложение способно постоянно вычислять погрешность (неопределенность) измерения и отображать ее в таблице или на графике вместе с основными результатами.

Измерение коэффициента шума

Отдельно отметим, что кроме обычных ГШ возможно выполнять измерения с новейшими интеллектуальными источниками шума FS-SNS.

Измерение коэффициента шума

FS-SNS — интеллектуальные источники шума

Ключевые функции:

  • Диапазон частот до 26,5 ГГц, 40 ГГц или 55 ГГц.
  • Автоматическая загрузка таблицы ENR.
  • Автоматический расчет погрешности с помощью учета погрешности ENR и КСВН.
  • Повышенная точность измерений за счет непрерывного контроля температуры при помощи встроенного термодатчика.

Новые интеллектуальные источники шума FS-SNS от компании Rohde & Schwarz позволяют проводить высокоточные измерения коэффициента шума и коэффициента усиления.

Измерительное приложение FSW-K30 для анализатора спектра и сигналов FSW и измерительное приложение FSV3-K30 для анализаторов спектра и сигналов FSV3000 и FSVA3000 получили специальные обновления для таких измерений с FS-SNS. Оба приложения управляют питанием источника шума FSSNS и автоматически считывают таблицы ENR и КСВН источника шума. Также постоянно измеряется температура окружающей среды, которая учитывается при вычислении коэффициента шума.

Интеллектуальные источники шума FS-SNS подключаются к анализатору спектра с помощью кабеля с 7-контактным разъемом, по которому передаются данные и питающее напряжение +28 В для источников шума. Источники шума теперь доступны в виде трех моделей с максимальными частотами 26,5 ГГц, 40 ГГц и 55 ГГц.

Краткие технические характеристики FS-SNS

Измерение коэффициента шума

Информация для заказа

Измерение коэффициента шума

Источник: Компания Rohde & Schwarz

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Приборы для измерения шума и вибрации

тел. 8 921 595-26-03 Александр Brüel & Kjær П Р О Д А М ПРИБОРЫ ФИРМЫ «БРЮЛЬ И КЪЕР» 1526 — 1 шт — тензоиндикатор — измеритель статической деформации 2033 — 1 шт — узкополосный частотный анализатор 2034 — двухканальный анализатор сигналов 2623 — 1 шт — предусилитель для акселерометров 2644 — 6 шт — усилитель-возбудитель линии передачи (нужен ист. пит. 2813) 2651 — 2 шт — усилитель заряда (ист. пит. 2805) 2627 — 1 шт — микрофонный предусилитель 1 дюйм 4343 — 16 шт — пьезоэлектрический акселерометры 4344 — 1 шт эталонный пьезоэлектрический акселерометр 4366 — 15 шт — пьезоэлектрический акселерометр 4367 — 11 шт.- пьезоэлектрический акселерометр 4368 — 5 шт — пьезоэлектрический акселерометр 4369 — 2 шт — пьезоэлектрический акселерометр 4370 — 17 шт — пьезоэлектрический акселерометр 5856 — 1 шт — сопровождающий фильтр 8200 — 7 шт — датчик силы (-1000 Н — +5000 Н) 8305 — 1 шт. эталонный акселерометр 8306 — 1 шт — акселерометр ММ 0004 — 5 шт — ёмкостной преобразователь, датчик колебательного смещения. используется совместно с 2619. ZR 0020 — 1шт. интегратор, совм с 2209 ZR 0024 — 6 шт — источник питания для совместного применения с предусилителями для вибродатчиков, для акселерометра. Непосредственно вставляется в стандартные 7-и штырьковые гнездо для предусилителей, предусмотренные в измерительных усилителях и частотных анализаторах. MV 201 — 1 шт микрофонный усилитель RFT Кабельная продукция Брюль и Къер, разъёмы
Атаманов Александр · ООО "СЗСК" · 16 мая · Россия · г Санкт-Петербург

ПРОДАМ: Измеритель нелинейных искажений АКИП-4502

— Диапазон частот (измерение) — 10 Гц — 150 кГц (несимметричный вход); — Диапазон измерений КНИ — 0,03% — 100%; — Базовая погрешность КНИ — 0,5 дБ; — Диапазон измерений амплитуды (скз) — 300 мкВ — 300 В скз; — Особенности — Измерение напряжения (с.к.з.), частоты, соотношения сигнал/ шум (S/N), SINAD (сигнал-шум/ КНИ). Выход «Monitor»/ BNC (передача сигнала на осциллограф), встроенные фильтры — 400 Гц, 30 кГц, 80 кГц; — Интерфейс — RS232
Отдел продаж · ПриСТ · 21 мая · Россия · г Москва
Измеритель нелинейных искажений АКИП-4502

ПРОДАМ: Частотомеры

К частотомерам относятся широко распространенные измерительные приборы, задачей которых служит определения частоты или периода колебаний электрического сигнала. Устройства применяются при регулировке и настройке радиоэлектронного оборудования, контроля работы генераторов, в технологических процессах, а также при проведении лабораторных исследований и экспериментов. Принцип работы Существует множество типов устройств, отличающихся принципом измерений, например резонансные, гетеродинные и др., однако наибольшее распространение получили удобные и точные системы прямого отсчета — цифровые частотомеры. Принцип действия прост и заключается в подсчете количества импульсов, которые поступают от входного формирователя за строго определенный интервал времени. В качестве задатчика интервала используется эталонный кварцевый генератор, причем точность измерения в основном зависит от точности его калибровки и стабильности. Для расширения частотного диапазона измерений используются декадные делители, а в ряде случаев применяется и метод гетеродинного преобразования частоты. Описанный принцип позволяет измерять не только частоту, но и период колебаний, оценивать интервалы времени между импульсами, вычислять их количество за заданный интервал и др.
Коваль Юлия · ПРОТЕХ · 23 мая · Россия · г Москва
Частотомеры

ПРОДАМ: Шумомер AR-824 (AR920) | Эвелен ООО

Портативный измеритель уровня шума AR-824 окружающей среды. Диапазон измерения: 30 – 130 дБ. Графическая круговая шкала. Удержание максимального значения. Выходной аналоговый сигнал 10 мВ/дБ. Цифровой измеритель уровня звука AR-824 разработан согласно IEC651 TYPE2&ANSI S1.4 для применения в области техники безопасности и здравоохранения для контроля уровня шума окружающей среды. Мгновенное и усредненное измерение уровня звука. Выбор одного из 4 поддиапазонов измерения. Два типа взвешивающего фильтра A и C. Сигнализация о выходе уровня звука за верхний или нижний пределы диапазона измерения. Выходной аналоговый сигнал переменного (AC) и постоянного (DC) тока.
Гончаров Ярослав · ИНТЕР-КИП · 18 мая · Россия · Ростовская обл
ИНТЕР-КИП, ООО

ПРОДАМ: Вибропреобразователи АР4001

Назначение: — Измерение вибрационного ускорения в диагностических системах и при лабораторных исследованиях Особенности: — Измерение при постоянном ускорении — Сочетание высоких значений осевой чувствительности, собственной частоты и ударной стойкости — Встроенный предусилитель — Широкий диапазон питающего напряжения и тока — Низкий уровень собственного шума
Отдел Продаж · ГлобалТест · 20 мая · Россия · Нижегородская обл
Вибропреобразователи АР4001
Компания LEDVÁNCE — один из ведущих мировых производителей осветительной техники: традиционных источников света, энергоэффективных светодиодных ламп, светильников, инновационных светотехнических решений для «умного дома». Продукция компании предназначена как для профессионального, специализированного применения, так и для конечного потребителя.