Medições dinâmicas de figura de ruído

O testador de VCO (oscilador controlado pela tensão) e analisador de ruído de fase R&S®FSWP é um instrumento de última geração que analisa com precisão o ruído nos principais componentes de sistemas de comunicações e de radar. As medições de ruído de fase são usadas para derivar a figura de ruído de sinais grandes de um dispositivo operando em condições reais.

O testador de VCO e analisador de ruído de fase R&S®FSWP pode realizar medições de figura de ruído com precisão
O testador de VCO e analisador de ruído de fase R&S®FSWP pode realizar medições de figura de ruído com precisão
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Sua tarefa

As medições de figura de ruído são geralmente usadas para caracterizar o desempenho de amplificadores, conversores de frequência e outros dispositivos em um caminho de sinal. A figura de ruído especificada ou medida para um dispositivo é um parâmetro fundamental que os desenvolvedores de sistemas usam ao calcular os orçamentos de uplink e downlink para sistemas de transmissão.

O método tradicional de figura de ruído usa o método comum do fator Y (consulte a nota de aplicação sobre a técnica do fator Y para medições de figura de ruído em rohde-schwarz.com/appnote/1MA178 para mais detalhes). A medição usa um analisador de espectro e uma fonte de ruído para medir o ruído aditivo de um dispositivo estimulado com uma fonte de ruído calibrada de banda larga. Os níveis de potência durante essa medição geram o que chamamos de níveis de potência de sinal pequeno. Essas figuras de ruído não estão diretamente relacionados às condições operacionais. Essas condições do dispositivo dependem muito da potência de entrada.

Amplificadores em transmissores não são normalmente usados no seu estado de sinal pequeno. A figura de ruído de sinal pequeno é muito mais importante para os receptores. As condições normais de operação do amplificador em um radar ou transmissor de estação rádio-base móvel tendem a estar em uma faixa de operação muito específica para obter a máxima linearidade e eficiência. Essa faixa geralmente está próxima do ponto de compressão de 1 dB para um dispositivo.

O método do fator Y pode produzir figuras de ruídos que falham ao representar o dispositivo sob condições de operação realistas.

A solução da Rohde & Schwarz

O ruído de fase de um dispositivo está intimamente ligado à figura de ruído. Os contribuintes de ruído para um amplificador podem ser vistos amplamente no ruído 1/f (flicker noise) junto com o ruído de banda larga além do «flicker knee». Como a figura de ruído indica o ruído de banda larga gerado por um dispositivo, uma medição de ruído de fase de banda larga pode ser usada para calcular a figura de ruído. O analisador de fonte de sinal R&S®FSWP pode ajudar a variar os níveis de acionamento do dispositivo em teste para entender melhor o desempenho da figura de ruído e do ruído de fase aditivo/residual de um dispositivo sob condições operacionais variáveis.

A figura de ruído (NF) pode ser calculada a partir do resultado de um ruído de fase utilizando a seguinte equação:

NF = L(f) – Nth + Pin

Onde:

L(f): ruído de fase medido em um desvio específico em dBm (1Hz)

Nth: ruído de fase térmico (–177 dBm (1 Hz))

Pin: nível de sinal calibrado aplicado ao dispositivo em teste

Exemplo

A figura de ruído de sinal pequeno para um amplificador foi medida como 1,9 dB a 1900 MHz usando o método do fator Y. O método de ruído de fase pode ser usado para calcular a figura de ruído do amplificador para níveis de entrada variáveis.

Nível de acionamento do dispositivo em dBm Ruído de fase em dBc (Hz) Figura de ruído em dB
–25 –150.4 1.6
–20 –155.3 1,7
0 –169.4 Nenhum sinal pequeno
abordagem

Resumo

Como o dispositivo em teste é levado para perto e além do ponto de compressão de 1 dB (nível de acionamento de 0 dBm), o ruído de fase aditivo e a figura de ruído calculada a partir do mesmo resultado são muito piores. Em condições de operação reais, a figura de ruído de sinal grande das medições de ruído de fase é um método mais confiável para calcular o orçamento do enlace de um sistema de transmissão. O testador de VCO e analisador de ruído de fase R&S®FSWP permite medições de ruído de fase de banda larga confiáveis e precisas para calcular a figura de ruído de um dispositivo sob condições operacionais variáveis.

Ruído de fase aditivo de um dispositivo com nível de acionamento variável
Ruído de fase aditivo de um dispositivo com nível de acionamento variável

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