Блог около Руководство по оптимизации измерений коэффициента шума с помощью анализаторов спектра

Измерение показателя шума с использованием анализаторов спектра

В области радиочастот (ЧЧ) и микроволновой техники понимание и количественное определение шума, генерируемого электронными устройствами, имеет решающее значение.Число шума (NF) служит ключевым показателем для оценки дополнительного шума, вызываемого компонентом или системойСпектроанализаторы, как мощные инструменты измерения, позволяют точно оценивать показатель шума устройства.Процедуры, проблемы и стратегии оптимизации для измерения шума с использованием спектроанализаторов.

Все электронные устройства по своей природе генерируют внутренний шум, такой как тепловой шум и шум выстрелов, во время работы.Число шума определяется как соотношение входного SNR к выходному SNR активного устройстваБолее низкий NF указывает на лучшую производительность, с идеальным значением 1 (или 0 дБ).

Спектроанализаторы с их высокой чувствительностью и широким динамическим диапазоном могут обнаруживать и количественно определять слабые звуковые сигналы.Точно измеряя мощность выходящего шума устройства без входного сигнала и сравнивая ее с теоретической мощностью теплового шумаЭтот процесс обычно включает калибровку самого анализатора спектра и обеспечение правильных соединений и настроек для испытываемого устройства (DUT).

1Подготовка и калибровка оборудования:

• Калибровка анализатора спектра:Проверьте, правильно ли калиброван анализатор для отражения истинной мощности входного сигнала, часто используя известный счетчик мощности или источник сигнала.
• Калибровка кабеля и аксессуаров:Измерять потерю вставки (IL) и характеристики шума коаксиальных кабелей, аттенуаторов и фильтров, компенсируя эти факторы в последующих расчетах.

2. Настройка анализатора спектра:

• Центральная частота и пропускная способность:Установите центральную частоту и полосу разрешения анализатора (RBW) в соответствии с рабочим диапазоном DUT. RBW должен сбалансировать дифференциацию шума и время измерения.
• Пропускная способность видео (VBW):Выровняйте следы шума, устанавливая VBW на 1/10 до 1/3 от RBW.
• Сравнительный уровень и ослабление:Регулируйте эталонный уровень, чтобы обеспечить четкую видимость сигналов шума без перегрузки.
• Режим обнаружения:Для точных измерений мощности шума используется детектор "RMS" или "Средний".

3Процесс измерения:

• Исходное измерение шума:Измерять уровень шума анализатора спектра (включая кабели и аксессуары) с отключенным DUT или в режиме обхода.
• Измерение выходной шума DUT:Подключить DUT и измерить его выходный шум при определенных условиях искажения без внешнего входного сигнала.
• Расчет показателя шума:Вычислить NF с использованием измеренных мощностей шума и дополнительных данных.
  • Метод Y-фактора:Сравнить соотношение выходной мощности ДУТ (Y-фактор) с известным источником шума и без него.
  • Метод холодной воды:Для сравнения используйте стабильный источник шума низкой температуры.

• Шум окружающей средыПроводить измерения в защищенной среде с помощью низкошумных кабелей для минимизации электромагнитных помех.
• Поверхность шума анализатора:Для точных измерений устройства с низким уровнем НФ выбирать спектроанализаторы с низким уровнем внутреннего шума.
• Побочные эффекты:Точно измерять и компенсировать потери и шум, вызываемый кабелями и аттенуаторами.
• Условия DUT Bias:Обеспечивать правильное настройку предвзятости и выполнять многоточечные измерения для всеобъемлющей характеристики шума.
• Неопределенность измерения:Уменьшить изменчивость путем среднего значения, высокоточных источников калибровки и оптимизированных настроек.

Измерение количества шума с помощью анализатора спектра является фундаментальным навыком в области радиочастотных технологий.инженеры могут получить надежные результаты, что позволяет проектировать и оптимизировать высокопроизводительные радиочастотные системы с превосходным качеством сигнала.