Измерение коэффициента шума линейных устройств с помощью анализатора спектра FSV3
Данная страница использует материал из оригинального руководства
Содержание |
Теоретические сведения
Метод Y-фактора с коррекцией второго каскада
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 . 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: ,
Шумовая температура 1-го каскада, выраженная через формулу Фриса:
Коэффициент шума по методу Y-фактора рассчитывается как:
- , где - избыточный коэффициент шума 1-го каскада.
Описание режимов измерений функции «FSV_K30 Noise figure measurement»
Допустимый максимальный коэффициент усиления DUT = 60 дБ. При превышении ставится аттенюатор, его параметры записываются в меню Loss Output Settings.
Перевод FSV в режим измерения коэффициента шума осуществляется кнопкой MODE -> Noise Figure (на экране). Далее возможны варианты:
- 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 (действия схожи для всех измерений):
- Задать сетку частот и/или 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 данных видах измерений FSV при калибровке запоминает коэффициент шума шумовой головки в области промежуточных частот, затем при подключенном DUT на этих же частотах выводится коэффициент шума DUT.
- Для проведения измерений FSV снова переводится в режим измерения КШ.
- В Frequency Settings пунктом MODE выбирается режим Fixed IF (Up/Down Conv), Fixed LO (Up/Down Conv).
Особенности:
- Fixed LO: Внешний генератор к DUT, подключается, если этого требует DUT (смесители), измерение возможно и без генератора.
В Frequency Settings задается частота гетеродина LO, сетка частот RF, записываются ENR, в Display Settings выбирается, относительно какой сетки будут отображаться кривые NF и Gain. Производится калибровка без DUT, затем измерение. В режиме Fixed LO необходимо учесть наличие зеркального канала: а) если DUT переносит сигналы с RF и Imag на IF с одинаковым уровнем и происходит измерение КШ этого DUT по методу Y-фактора с коррекцией, то возникает погрешность в 3 дБ: КШ отображается на 3 дБ ниже, а Gain - на 3 дБ выше, чем есть. Для корректировки в R&S_K30_NF_manual предлагаются варианты: а)Смеситель с высоким уровнем подавления ЗК - в Frequency Settings значение Image Rejection устанавливается 999.999 дБ.
б)Смеситель без ослабления - значение Image Rejection предлагается установить в 0.
в)Для смесителя с известным коэффициентом подавления ЗК задается соответствующее значение Image Rejection.
г)При неизвестном ослаблении требуется знать Gain, а также установить фильтр НЧ/ВЧ, подавляющий ЗК, между DUT и шумовой головкой. Значения ослабления, вносимого фильтром на RF и Imag, вносятся в прибор в Loss Settings.
- Fixed IF: Данный режим предусматривает подключение внешнего генератора к DUT, а также по интерфейсу B10 он подключается к задней панели FSV. Таким образом, FSV управляет генератором (который поддерживает опцию B10) и перебирает частоты LO. Частоты LO задаются в Frequency Settings, записываются ENR, производится калибровка, измерение.