Hlukoměr - Noise-figure meter

A hlukoměr je nástroj pro měření šumový údaj z zesilovač, mixér nebo podobné zařízení. Příkladem nástroje je éra 1983 Agilní 8970A.

Metody měření

Jeden způsob provedení měření je popsán na Y-faktor strana. Měřič šumu může tento postup automatizovat následujícím způsobem: Zdroj s širokopásmovým šumem s bránou (například lavinová dioda ) řídí testované zařízení. Měření se provádí se zapnutým zdrojem hluku; další měření s vypnutým zdrojem hluku. Z těchto měření a charakteristik zdroje hluku lze vypočítat šumový údaj.

Zdroj hluku

Některé hlukoměry vyžadují kalibrovaný širokopásmový zdroj šumu - a generátor šumu. Ke generování širokopásmového šumu se používá několik metod. Některé metody vyžadují dva zdroje: „horký“ a „studený“ zdroj. Pro vysokofrekvenční měření bude zdroj šumu zabudován do a přenosové vedení.

Tepelný šum

Hluk (elektronika) # Tepelný hluk

Tepelný šum v rezistoru. Rezistor v kapalném dusíku. Rezistor ve vroucí vodě.

Hluk výstřelu

Hluk (elektronika) # Šum

Elektrony překračující mezeru způsobují diskrétní přílety. Impuls. Bílý šum. Porovnejte s tepelnými elektrony.

Motchenbacher & Fitchen (1973, str. 292) popsat použití dopředně předpjaté diody jako kalibrovaného zdroje šumu. Popisují také generátor vyrobený z nízkošumového zesilovače se zkratovaným vstupem. Jeho šumové napětí je určeno rázovým šumem vstupního tranzistoru zesilovače.

Elektronka

Hlavní článek: Generátor šumu

Generátory náhodného šumu lze vyrobit z teplotně omezených vakuových diod. (Motchenbacher & Fitchen 1973, str. 289–291) Anoda (deska) vakuové trubice je dostatečně vysoká, aby zachytila ​​všechny elektrony emitované z horké katody. Provozní podmínky jsou nastaveny tak, aby se zabránilo a vesmírný náboj kolem vlákna / katody, které by ovlivňovaly emise elektronů. Anodový proud vykazuje hluk výstřelu.

Šumový proud je nastaven teplotou vlákna. Proud je exponenciální funkcí teploty vlákna.

Při nízkých frekvencích je 1 /F hluk. Při vysokých frekvencích se stává tranzitní čas elektronu problémem.

Ott (1976, s. 218–219) popisuje použití šumové diody k měření faktoru šumu.

Zenerovy a lavinové diody

Jako generátory šumu se často používají diody pro dělení napětí. (Motchenbacher & Fitchen 1973, s. 180–182) Existují dva mechanismy rozpadu: Zener a lavina. Diody s odpovídajícími účinky jsou známé jako Zenerovy diody a lavinové diody. Tyto dva mechanismy mají odlišné chování hluku.

Zenerův efekt (nebo efekt vnitřního pole) dominuje pod 7 volty.[1] Spoj je tenký a elektrické pole je dostatečně velké, aby elektrony přeskočily energetickou mezeru. Primárním šumem je hluk výstřelu. Existuje malý jiný hluk (nadměrný hluk).

Členění laviny je hlučnější. Nosič procházející polovodičovým spojem je zrychlen polem zpětného zkreslení a může při srážce generovat nové páry elektron-díra. Tito noví dopravci mohou také generovat více dopravců při následných srážkách. Dopravci nepřijíždějí jednotlivě, ale spíše ve svazcích. Výsledek je množení laviny toho, co by byl jen výstřelný zvuk. Spektrum, stejně jako hluk výstřelu, je bílé.

Členění laviny může také vykazovat vícestavový šum. Zdá se, že generovaný výstupní šum přepíná mezi dvěma nebo více odlišnými úrovněmi. Tento hluk má 1 /F charakteristický. Efekt lze minimalizovat.

Motchenbacher & Fitchen (1973, s. 291–292) popisují zdroj hluku využívající Zenerovu diodu (vhodný také pro lavinovou diodu).

Některé komerční generátory mikrovlnného šumu používají lavinové diody k vytvoření velkého čísla nadměrného šumu, které lze vypnout a zapnout. Impedance diody se během těchto dvou stavů liší, proto se používá výstupní tlumič. Útlumový člen snižuje výstup zdroje šumu, ale minimalizuje ztráta nesouladu. (Swain & Cox 1983, str. 26)

Viz také

Poznámky

  1. ^ Motchenbacher & Fitchen (1973, str. 182) grafy šumového napětí proti průraznému napětí diody při 250 μA pro skupinu diod. Při 3 V je volage šumu asi 1 μV na kořen Hz. Při 7 V je šum asi 28 μV na kořen Hz.

Reference

  • Keysight (červen 2009), Zdroj hluku Keysight 346A / B / C (PDF)
  • Hewlett-Packard (květen 1985), Měřič šumu HP 8970A: Provozní a servisní příručka (PDF) (29 MB stažení)
  • Motchenbacher, C. D .; Fitchen, F. C. (1973), Nízkošumový elektronický design, New York: John Wiley & Sons, ISBN  0-471-61950-7
  • Ott, Henry W. (1976), Techniky redukce šumu v elektronických systémech, New York: John Wiley & Sons, ISBN  0-471-65726-3
  • Swain, Howard L .; Cox, Rick M. (duben 1983), „Měřič šumu nastavuje záznamy o přesnosti, opakovatelnosti a pohodlí“ (PDF), Deník HP, 34 (4): 23–34

Taky

  • Poznámky k aplikaci HP
  • Příručky nové generace
  • Ailtech fixní IF

externí odkazy