Medidas dinámicas de cifra de ruido

Su misión

Las medidas de cifra de ruido se utilizan a menudo para caracterizar el rendimiento de amplificadores, convertidores de frecuencia y otros dispositivos en una cadena de procesamiento de la señal. La cifra de ruido medida o especificada para un dispositivo es un parámetro esencial que utilizan los diseñadores de sistemas para calcular balances de enlace ascendente y descendente en sistemas de transmisión.

El método tradicional de cifra de ruido se basa en el método común de factor Y (para más detalles, consulte la nota de aplicación «Técnica de factor Y para medidas del factor de ruido» en rohde-schwarz.com/appnote/1MA178). La medida utiliza un analizador de espectro y una fuente de ruido para medir el ruido aditivo de un dispositivo estimulado con una fuente de ruido de banda ancha calibrada. Los niveles de potencia durante esta medida generan lo que se denomina «niveles de potencia de señal pequeña». Estas cifras de ruido no están directamente relacionadas con las condiciones de operación. Dichas condiciones dependen en gran medida de la potencia de entrada del dispositivo.

Los amplificadores de los transmisores no suelen utilizarse en el estado de señal pequeña. La cifra de ruido de señal pequeña es mucho más importante en los receptores. Las condiciones de operación normales de un amplificador en un transmisor de una estación base móvil o un radar suelen estar en un rango de operación muy específico para alcanzar la máxima linealidad y eficiencia. A menudo, este rango se encuentra cercano al punto de compresión a 1 dB de un dispositivo.

El método de factor Y puede producir cifras de ruido que no son representativas para el dispositivo bajo condiciones de operación reales.

Solución Rohde & Schwarz

El ruido de fase de un dispositivo está estrechamente relacionado con la cifra de ruido. Los elementos que contribuyen al ruido de un amplificador pueden considerarse a rasgos generales como el ruido 1/f junto con el ruido de banda ancha más allá del nivel de fluctuación. Puesto que una cifra de ruido indica el ruido de banda ancha generado por un dispositivo, se puede utilizar una medida de ruido de fase de banda ancha para calcular la cifra de ruido. El analizador de fuente de señal R&S®FSWP puede ayudar a variar los niveles de excitación del dispositivo examinado para entender mejor el ruido de fase añadido/residual y el comportamiento de la cifra de ruido de un dispositivo bajo condiciones de operación variables.

La cifra de ruido (NF) se puede calcular a partir de un resultado de ruido de fase aplicando la siguiente ecuación:

NF = L(f) – N_th + P_in

Siendo:

L(f): ruido de fase medido en un offset especificado en dBm (1Hz)

N_th: ruido de fase térmico (–177 dBm (1 Hz))

P_in: nivel de señal calibrado aplicado al dispositivo examinado

Ejemplo

Se ha determinado la cifra de ruido de señal pequeña de un amplificador de 1,9 dB a 1900 MHz mediante el método de factor Y. El método de ruido de fase se puede utilizar para calcular la cifra de ruido del amplificador para niveles de entrada variables.

Resumen

Puesto que el dispositivo se lleva hasta y más allá del punto de compresión a 1 dB (nivel de excitación de 0 dBm), el ruido de fase aditivo y la cifra de ruido calculados a partir del mismo resultado son mucho peores. Bajo condiciones de operación reales, la cifra de ruido de señal grande deducida de las medidas de ruido de fase es un método más fiable para calcular el balance de potencias de un radioenlace de un sistema de transmisión. El comprobador de ruido de fase y VCO R&S®FSWP realiza medidas precisas y fiables de ruido de fase de banda ancha para calcular la cifra de ruido de un dispositivo en condiciones de operación variables.