噪声特性测量方法与测量仪表

出处:按学科分类—工业技术 企业管理出版社《计量专业工程师手册》第399页(2195字)

1.噪声特性测量方法

噪声特性测量的基本原理如图7.10-1所示。在被测器件输入端输入两个准确已知的噪声温度Th和Tc情况下,其输出端资用噪声功率之比Ph/Pc称为Y系数。测定出Y系数,然后根据Y系数可确定被测器件的噪声特性,因而此法称之为Y系数法。根据Y系数确定被测器件噪件特性的关系式为:

图7.10-1 Y系数法原理框图

Y系数法根据功率比的不同,可分为任意倍功率法、等功率法和3dB法。

(1)任意倍功率法

任意倍功率法一般用功率计来测量Ph和Pc,然后计算得到Y系数,并按式(7.10-6)或(7.10-7)求得被测器件的噪声特性。此法简单易行,使用设备少,适用频率范围为1MHz至上百GHz,典型测试精确度为±(2~15)%。

(2)等功率法

等功率法通过改变接在被测器件输出端与指示器之间的精密衰减器,保持指示器的两次示值相同,从而获得较高的测试精确度。设被测器件输入端分别接入Tc和Th时的衰减读数为A1和A2,则

Y=10(A2-A1)/10 (7.10-8)

再按式(7.10-6)和(7.10-7)求得Te和F。

(3)3dB法

3dB法与前两种方法的区别在于Y=2,即式(7.10-8)中衰减器的衰减量(A2-A1)固定为3dB。在接入和不接入固定3dB衰减器时,调节噪声源的输出噪声功率,使指示器上给出相同的示值。此时Te和F为:

Te=Th-2Tc (7.10-9)

改变噪声源输出功率可采用可变噪声源或采用固定噪声源与衰减量已知的可变衰减器的组合实现,前者称为可变源法,后者称为固定源法。

2.自动法与自动噪声系数测试仪

用手动法测量噪声特性时,需逐个频率点进行测定,并需要计算。采用开关式噪声发生器和自动噪声系数指示器作测试装置,能同步和连续地在指示器表头上直接显示被测网络的噪声系数。配以扫频源作本振,XY记录仪或示波器显示,可实现扫频测试。自动法适用频率范围为10MHz至上百GHz,测试精确度为±(7~25)%。

实现宽频带微波噪声系数测量的商品仪器自动噪声系数测试仪如HP8970A、AV3981等,实质上就是噪声测量接收机,不过它能直接显示被测器件的噪声系数大小,具有自动、快速、直读的优点。典型的噪声系数量程范围为0-30dB,噪声系数测量准确度为±(0.1~1.0)dB。

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