Blog O Przewodnik po optymalizacji pomiarów współczynnika szumu za pomocą analizatorów widma

Pomiar liczby hałasu za pomocą analizatorów widma

W dziedzinie częstotliwości radiowych (RF) i inżynierii mikrofalowej niezbędne jest zrozumienie i ilościowe określenie hałasu generowanego przez urządzenia elektroniczne.Wskaźnik hałasu (NF) służy jako kluczowy wskaźnik oceny dodatkowego hałasu wprowadzanego przez komponent lub systemW tym artykule omówiono zasady, które mają wpływ na współczynnik sygnału do hałasu (SNR).procedury, wyzwania i strategie optymalizacji pomiaru liczby hałasu za pomocą analizatorów widma.

Wszystkie urządzenia elektroniczne z natury generują hałas wewnętrzny, taki jak hałas termiczny i hałas strzelaniny, podczas pracy.Wskaźnik hałasu jest zdefiniowany jako stosunek SNR wejściowego do SNR wyjściowego aktywnego urządzenia.Niższy NF oznacza lepszą wydajność, idealna wartość wynosi 1 (lub 0 dB).

Analizatory widma, z ich wysoką czułością i szerokim zakresem dynamicznym, mogą wykrywać i ilościowo określać słabe sygnały hałasowe.Dokładne pomiar mocy dźwiękowej urządzenia bez sygnału wejściowego i porównanie jej z teoretyczną mocą hałasu termicznegoProces ten zazwyczaj obejmuje kalibrację samego analizatora widma i zapewnienie odpowiednich połączeń i ustawień dla testowanego urządzenia (DUT).

1Przygotowanie i kalibracja sprzętu:

• Kalibracja analizatora widma:Należy sprawdzić, czy analizator jest odpowiednio skalibrowany w celu odzwierciedlenia prawdziwej mocy sygnału wejściowego, często przy użyciu znanego licznika mocy lub źródła sygnału.
• Kalibracja kabli i akcesoriów:Zmierzyć stratę wstawienniczą (IL) i charakterystykę hałasu kabli skoaksialnych, tłumiczy i filtrów, kompensując te czynniki w kolejnych obliczeniach.

2Konfiguracja analizatora widma:

• Częstotliwość centrum i szerokość pasma:Ustawić częstotliwość środkową analizatora i szerokość pasma rozdzielczości (RBW) zgodnie z zakresem operacyjnym DUT. RBW powinien zrównoważyć różnicowanie hałasu i czas pomiaru.
• Przepustowość wideo (VBW):Wygładzanie śladu hałasu poprzez ustawienie VBW na 1/10 do 1/3 RBW.
• Poziom odniesienia i osłabienie:Zmiana poziomu odniesienia zapewnia jasną widoczność sygnałów hałasowych bez przeciążenia.
• Tryb wykrywania:W celu dokładnego pomiaru mocy hałasu należy wykorzystać detekcję "RMS" lub "Średnia".

3Proces pomiaru:

• Zmiary hałasu w warunkach wyjściowych:Zmierzyć poziom hałasu własnego analizatora widma (w tym kabli i akcesoriów) przy odłączeniu DUT lub w trybie obejścia.
• Pomiar dźwięku DUT:Połączyć DUT i zmierzyć jego dźwięk wyjściowy w określonych warunkach zakłóceń bez zewnętrznego sygnału wejściowego.
• Obliczenie liczby hałasu:Obliczenie NF przy użyciu zmierzonych mocy hałasu i danych uzupełniających.
  • Metoda współczynnika Y:Porównanie współczynnika mocy wyjściowej (W-faktor) DUT z znanym źródłem hałasu i bez niego.
  • Metoda źródła zimnego:W celu porównania należy użyć stabilnego źródła hałasu o niskiej temperaturze.

• Hałas środowiskowy:Przeprowadzenie pomiarów w środowiskach osłoniętych przy użyciu kabli o niskim poziomie hałasu, aby zminimalizować zakłócenia elektromagnetyczne.
• Podłoga hałasu analizatora:Wybierz analizatory widma o niskim poziomie hałasu dla dokładnych pomiarów urządzenia o niskim NF.
• Efekty uboczne:Dokładnie mierzyć i kompensować straty i hałas wprowadzany przez kable i tłumiące.
• Wymagania dotyczące zróżnicowania DUTNależy zapewnić prawidłowe ustawienia stronniczości i wykonywać pomiary wielopunktowe w celu kompleksowej charakterystyki hałasu.
• Niepewność pomiaru:Zmniejszyć zmienność poprzez średnie, wysokiej precyzji źródeł kalibracji i zoptymalizowane ustawienia.

Pomiar poziomu hałasu za pomocą analizatora widma jest podstawową umiejętnością w inżynierii RF.Inżynierowie mogą uzyskać wiarygodne wyniki, umożliwiające projektowanie i optymalizację wysokowydajnych systemów RF o wyższej jakości sygnału.