ブログ について スペクトラム アナライザを使用した雑音指数測定の最適化ガイド

周波数分析機を用いたノイズ値の測定

ラジオ周波数 (RF) とマイクロ波工学の分野では,電子機器によって発生するノイズを理解し定量化することが重要です.構成要素やシステムによって生じる追加的なノイズを評価するための主要な指標としてノイズフィギュア (NF) が機能します周波数分析機は,強力な測定ツールとして,デバイスのノイズ値の正確な評価を可能にします.この記事では,手続き周波数分析機を用いたノイズ値の測定のための課題と最適化戦略

すべての電子機器は,動作中に熱騒音や発射騒音などの内部騒音を生成する.この騒音は,元の信号に重なり合って信号品質を低下させる.騒音値は,アクティブデバイスの入力SNRと出力SNRの比で定義される.低NFは1 (または0dB) の理想値で,より良いパフォーマンスを示します.

高い感度と広い動的範囲を備えたスペクトル解析機は,弱いノイズ信号を検出し定量化することができます.入力信号なしで装置の出力ノイズを正確に測定し,理論的な熱ノイズパワーと比較することでこのプロセスは,スペクトル分析器自身を校正し,試験対象装置 (DUT) の適切な接続と設定を確保することを含む.

1装置の準備と校正:

• 周波数分析器の校正:分析器が実際の入力信号の電力を反映するように正しく校正されていることを確認し,よく知られた電源計または信号源を使用します.
• ケーブルとアクセサリーの校正:同軸ケーブル,減声器,フィルターの挿入損失 (IL) とノイズ特性を測定し,後続計算でこれらの因子を補償する.

2. スペクトラム解析器の設定:

• センター周波数と帯域幅:DUTの動作範囲に応じて分析機の中央周波数と解像度帯域幅 (RBW) を設定する.RBWは騒音の差異化と測定時間をバランスする必要があります.
• ビデオ帯域幅 (VBW):RBW の 1/10 から 1/3 に VBW を設定することで,ノイズ追跡を滑らかにします.
• 基準レベルと減衰:基準レベルを調整し,過負荷なく騒音信号の明確な可視性を確保する.入力減衰はDUTの出力と一致する.
• 検知モード:"RMS"または"平均"検出を使用して,正確な騒音力の測定を行う.

3測定プロセス:

• 基値ノイズ測定:周波数分析器の固有ノイズ・フロア (ケーブルやアクセサリーを含む) を,DUTを切り離したりバイパスモードで測定する.
• DUT出力ノイズ測定:DUT を接続し,外部入力信号なしで指定された偏差条件下でその出力ノイズを測定する.
• 騒音数値計算:測定された騒音能力と付属データを使用してNFを計算する.一般的な方法には以下が含まれます.
  • Y因数法:DUTの出力電源比 (Y因数) を既知のノイズ源と無との比較する.
  • 冷たい源の方法:安定した低温騒音源を比較基準として使用する.

• 環境騒音電気磁気干渉を最小限に抑えるため,低騒音ケーブルで遮断された環境で測定を行う.
• 解析器のノイズ・フロア:低NF装置の正確な測定のために,固有ノイズが低いスペクトル解析機を選択する.
• 副作用:ケーブルや減声装置による損失やノイズを正確に測定し補償する.
• DUTバイアスの条件:正確なバイアス設定を保証し,包括的なノイズ特徴化のために多点測定を行う.
• 測定不確実性:平均値,高精度の校正源,最適化設定によって変動を減らす.

周波数分析器でノイズ値を測定することは RFエンジニアリングにおける基本的なスキルです 標準化された手順を遵守し,潜在的な課題に対処することで,エンジニアは信頼できる結果を得ることができます優れた信号品質を備えた高性能RFシステムの設計と最適化を可能にします