El blog sobre Guía para optimizar las mediciones de la figura de ruido con analizadores de espectro

Medición de las cifras de ruido mediante analizadores de espectro

En el campo de la radiofrecuencia (RF) y la ingeniería de microondas, es fundamental comprender y cuantificar el ruido generado por los dispositivos electrónicos.La cifra del ruido (NF) sirve como métrica clave para evaluar el ruido adicional introducido por un componente o sistemaLos analizadores de espectro, como poderosas herramientas de medición, permiten una evaluación precisa de la cifra de ruido de un dispositivo.Procedimientos, los desafíos y las estrategias de optimización para la medición de la cifra de ruido utilizando analizadores de espectro.

Todos los dispositivos electrónicos generan inherentemente ruido interno, como el ruido térmico y el ruido de disparo, durante el funcionamiento.La cifra de ruido se define como la relación entre el SNR de entrada y el SNR de salida de un dispositivo activo.Un NF más bajo indica un mejor rendimiento, con un valor ideal de 1 (o 0 dB).

Los analizadores de espectro, con su alta sensibilidad y amplio rango dinámico, pueden detectar y cuantificar señales de ruido débiles.Mediante la medición precisa de la potencia de salida de ruido de un dispositivo sin una señal de entrada y comparándola con la potencia de ruido térmico teóricaEste proceso implica típicamente calibrar el propio analizador de espectro y asegurar las conexiones y ajustes adecuados para el dispositivo en prueba (DUT).

1Preparación y calibración del equipo:

• Calibración del analizador de espectro:Verifique que el analizador está calibrado adecuadamente para reflejar la potencia real de la señal de entrada, a menudo utilizando un medidor de potencia o una fuente de señal conocida.
• Calibración de los cables y accesorios:Se medirá la pérdida de inserción (IL) y las características de ruido de los cables coaxales, los atenuadores y los filtros, compensando estos factores en cálculos posteriores.

2Configuración del analizador de espectro:

• Frecuencia y ancho de banda del centro:Establezca la frecuencia central y el ancho de banda de resolución (RBW) del analizador de acuerdo con el rango operativo del DUT. El RBW debe equilibrar la diferenciación de ruido y el tiempo de medición.
• Ancho de banda de vídeo (VBW):Para suavizar la huella de ruido, ajustar el VBW a 1/10 a 1/3 del RBW.
• Nivel de referencia y atenuación:Ajustar el nivel de referencia para garantizar una clara visibilidad de las señales de ruido sin sobrecarga.
• Modo de detección:Utilice la detección "RMS" o "Medio" para medir con precisión la potencia acústica.

3Proceso de medición:

• Medición del ruido de referencia:Se medirá el nivel de ruido inherente del analizador de espectro (incluidos los cables y accesorios) con el DUT desconectado o en modo de derivación.
• Medición del ruido de salida DUT:Conectar el DUT y medir su ruido de salida en condiciones de sesgo especificadas sin una señal de entrada externa.
• Calculación de las cifras de ruido:Calcular la NF utilizando potencias de ruido medidas y datos accesorios.
  • Método del factor Y:Comparar la relación de potencia de salida (factor Y) del DUT con y sin una fuente de ruido conocida.
  • Método de fuente fría:Para la comparación, utilizar una fuente de ruido estable a baja temperatura.

• Ruido ambiental:Realizar mediciones en entornos blindados con cables de bajo ruido para minimizar las interferencias electromagnéticas.
• Piso de ruido del analizador:Seleccionar analizadores de espectro con un ruido inherente bajo para mediciones precisas del dispositivo de NF bajo.
• Efectos secundarios:Medir y compensar con precisión las pérdidas y el ruido introducidos por cables y atenuadores.
• Condiciones de sesgo de DUT:Asegurar ajustes correctos de sesgo y realizar mediciones en varios puntos para una caracterización completa del ruido.
• Incertidumbre de medición:Reducir la variabilidad mediante promedios, fuentes de calibración de alta precisión y ajustes optimizados.

La medición de la cifra de ruido con un analizador de espectro es una habilidad fundamental en la ingeniería de RF.los ingenieros pueden obtener resultados confiables, lo que permite el diseño y la optimización de sistemas de RF de alto rendimiento con una calidad de señal superior.