Измерение коэффициента шума линейных устройств с помощью анализатора спектра FSV3

Страница на стадии редактирования.

Теоретические сведения

Метод Y-фактора с коррекцией второго каскада

Калибровка и измерение коэффициента шума DUT(device under test)

При измерениях коэффициента шума для расчетов используется метод Y-фактора с коррекцией второго каскада. Согласно формуле каскадного соединения устройств Фриса, наибольший вклад в общий коэффициент шума вносят первый и второй каскад (вторым каскадом выступает измеритель).

• При измерениях по этому методу к FSV сначала подключается только источник шума. Прибор включает и выключает источник шума, замеряя мощность и шумовую температуру $Y_2 = \frac{P_{2}^{ON}}{P_{2}^{OFF}} ; T_{2}^{noise} ; P_{2}^{ON} ; P_{2}^{OFF}$. Производится калибровка и кривые NF и Gain приводятся к уровню 0 дБ. Указанные величины сохраняются для последующего вычислени собственной шумовой температуры 1-го каскада (DUT).

• Следующим шагом является включение тестируемого устройства в разрыв между источником шума и прибором и повторное измерение методом Y-фактора. Система теперь состоит из тестируемого устройства (первый каскад) и прибора (второй каскад).

Суммарный Y-фактор системы: $Y_{12} = \frac{P_{12}^{ON}}{P_{12}^{OFF}}$,

Шумовая температура 1-го каскада, выраженная через формулу Фриса: $T_1 = T_{12} - \frac{T_2}{G_1}$

Коэффициент шума по методу Y-фактора рассчитывается как:

$NF(dB)=10\cdot log_{10}\left (\frac{10^{\frac{ENR}{10}}}{10^\frac{Y_{12}}{10} - 1} \right )$, где $ENR = \frac{T_1-T_0}{T_0}$ - избыточный коэффициент шума 1-го каскада.

Описание режимов измерений функции «FSV_K30 Noise figure measurement»

Перевод FSV в режим измерения коэффициента шума осуществляется кнопкой MODE -> Noise Figure (на экране).

• Прямое измерение (direct measurement) на заданных частотах. При измерении данного типа коэффициент шума измеряется непосредственно на частотах, задаваемых пользователем в виде сетки, либо на одной частоте. При задании таблицы частот существует предел в 100 значений.

Для данного типа измерений необходимо:

Задать сетку частот и центральную частоту в Frequency Settings (на экране),

Записать в прибор таблицу ENR шумовой головки (ENR Settings на экране),

Произвести калибровку кнопкой SWEEP -> Cal (на экране),

Произвести измерение с подключенным DUT SWEEP -> Run single/Run cont.

• Измерение для повышающих частоту устройств (с фиксированной промежуточной частотой / частотой гетеродина).
• Измерение для понижающих частоту устройств (с фиксированной промежуточной частотой / частотой гетеродина).
  • В режимах с переносом частоты анализатор спектра измеряет коэффициент шума источника в области промежуточных частот (частот, которые задаются как выходные для DUT и на которые производится перенос), затем при подключенном DUT производится вычисление коэффициента шума на этих частотах.