Анализатор фазового шума и тестер ГУН R&S®FSWP — это высокотехнологичный прибор для точного анализа шума в основных компонентах радаров и систем связи. Путем измерений фазового шума можно определять коэффициент шума сигналов высокого уровня при работе устройства в реальных условиях.
Анализатор фазового шума и тестер ГУН R&S®FSWP способен точно измерять коэффициенты шума.
Измерительная задача
Измерения коэффициента шума широко применяются в целях определения характеристик усилителей, преобразователей частоты и прочих устройств в сигнальном тракте. Измеренный или заданный коэффициент шума устройства является ключевым параметром при расчете энергетического потенциала восходящих и нисходящих каналов в системах передачи.
Традиционно коэффициент шума измеряется с помощью стандартного метода Y-фактора (подробнее см. руководство по применению метода Y-фактора для измерений коэффициента шума rohde-schwarz.com/appnote/1MA178). С помощью анализатора спектра и источника шума измеряется вносимый шум устройства в присутствии калиброванного источника широкополосного шума. Уровни мощности во время измерения генерируют уровни мощности так называемых слабых сигналов. Эти коэффициенты шума не связаны напрямую с условиями эксплуатации. Данные условия в значительной степени зависят от входной мощности устройства.
Усилители в передатчиках, как правило, не используются в состоянии слабых сигналов. Коэффициент шума при слабом сигнале намного важнее для приемников. Нормальные условия эксплуатации усилителей в передатчиках базовых станций мобильной связи или радарах обычно определяют конкретный рабочий диапазон для максимальной линейности и эффективности. Данный диапазон зачастую находится вблизи точки децибельной компрессии (P1dB) устройства.
При использовании метода Y-фактора возможно получение коэффициентов шума, не соответствующих работе устройства в реальных условиях.
Решение компании Rohde & Schwarz
Фазовый шум устройства тесно связан с коэффициентом шума. В упрощенном представлении шум усилителя включает в себя фликкерный шум 1/f и широкополосный шум за пределами точки излома для фликкерного шума. Коэффициент шума отображает широкополосный шум, генерируемый устройством, поэтому для расчета этого коэффициента шума можно использовать измерение широкополосного фазового шума. Анализатор источников сигналов R&S®FSWP позволяет изменять уровни возбуждения испытуемого устройства, чтобы подробно исследовать вносимый/остаточный фазовый шум и коэффициент шума устройства в различных условиях эксплуатации.
На основе полученного фазового шума рассчитывается коэффициент шума по следующей формуле:
NF = L(f) – Nth + Pin
где
L(f): фазовый шум, измеренный при определенном смещении в дБмВт (1 Гц)
Nth: тепловой фазовый шум (–177 дБмВт (1 Гц))
Pin =: уровень откалиброванного сигнала, подаваемого на ИУ
Пример
Коэффициент шума слабого сигнала усилителя был измерен как 1,9 дБ на частоте 1900 МГц с помощью метода Y-фактора. По методу фазового шума можно рассчитать коэффициент шума усилителя для различных уровней входного сигнала.
| Уровень возбуждения испытуемого устройства в дБмВт | Фазовый шум в дБн (Гц) | Коэффициент шума, дБ |
|---|---|---|
| –25 | –150.4 | 1.6 |
| –20 | –155.3 | 1.7 |
| 0 | –169.4 |
Без применения концепции слабого сигнала |
Заключение
Если испытуемое устройство работает вблизи точки децибельной компрессии (P1dB) и выше этой точки (уровень возбуждения 0 дБмВт), вносимый фазовый шум и коэффициент шума, рассчитанные на основе одинакового значения, существенно ухудшаются. В реальных условиях эксплуатации коэффициент шума сигналов высокого уровня, полученный путем измерений фазового шума, обеспечивает более надежный способ расчета энергетического потенциала линий связи в системе передачи. Анализатор фазового шума и тестер ГУН R&S®FSWP позволяет точно и надежно измерять широкополосный фазовый шум, чтобы рассчитывать коэффициент шума устройства при работе в различных условиях.
Сопутствующие товары
