L'analizzatore del rumore di fase e tester di VCO R&S®FSWP è uno strumento di alta gamma che analizza con precisione il rumore nei componenti chiave dei sistemi radar e di comunicazione. Le misure del rumore di fase vengono utilizzate per ricavare la figura di rumore del segnale di grandi dimensioni per un dispositivo in condizioni operative reali.
L'analizzatore del rumore di fase e tester di VCO R&S®FSWP è in grado di eseguire misure accurate della figura di rumore
Attività da eseguire
Le misure della figura di rumore sono comunemente utilizzate per caratterizzare le prestazioni di amplificatori, convertitori di frequenza e altri dispositivi in un percorso di segnale. La figura di rumore misurato o specificato per un dispositivo è un parametro chiave che i progettisti di sistemi utilizzano per calcolare i budget di uplink e downlink per i sistemi di trasmissione.
Il metodo tradizionale della figura di rumore utilizza il metodo comune del fattore Y (vedere la nota applicativa Tecnica del fattore Y per la misura della figura di rumore all'indirizzo rohde-schwarz.com/appnote/1MA178 per maggiori dettagli). La misura utilizza un analizzatore di spettro e una sorgente di rumore per misurare il rumore addizionale proveniente da un dispositivo stimolato con una sorgente di rumore calibrata a banda larga. I livelli di potenza durante tale misura generano quelli che vengono chiamati livelli di potenza per piccoli segnali. Questi fattori di rumore non sono direttamente correlati alle condizioni operative. Tali condizioni del dispositivo dipendono fortemente dalla potenza in ingresso.
Gli amplificatori all'interno dei trasmettitori non vengono tipicamente utilizzati in condizioni riferibili a piccoli segnali. La figura di rumore valida per piccoli segnali è molto più importante per i ricevitori. Le condizioni operative normali di un amplificatore in un trasmettitore di una stazione base mobile o in un radar tendono a rientrare in un intervallo operativo molto specifico, al fine di garantire la massima linearità ed efficienza. Questo intervallo è spesso vicino al punto di compressione di 1 dB per un dispositivo.
Il metodo della figura Y può produrre figure di rumore che non si rivelano rappresentative del funzionamento del dispositivo in condizioni operative realistiche.
Soluzione Rohde & Schwarz
Il rumore di fase di un dispositivo è strettamente legato alla figura di rumore. Gli effetti che contribuiscono al rumore per un amplificatore possono essere in linea di massima considerati come il rumore flicker 1/f (rumore rosa) e il rumore a banda larga (rumore bianco) prodotto dal funzionamento oltre la frequenza del ginocchio (flicker knee). Poiché una figura di rumore indica il rumore a banda larga generato da un dispositivo, è possibile utilizzare una misura del rumore di fase a banda larga per calcolare la figura di rumore. L'analizzatore di sorgenti di segnale R&S®FSWP può aiutare a variare i livelli di pilotaggio che arrivano al dispositivo in prova (DUT), al fine di comprendere meglio il rumore di fase aggiuntivo/residuo e le prestazioni in termini di figura di rumore per un dispositivo in condizioni operative variabili.
La figura di rumore (NF) può essere calcolata a partire dal rumore di fase utilizzando la seguente equazione:
NF = L(f) – Nth + Pin
dove:
L(f) sta per rumore di fase misurato a un offset specificato in dBm (1 Hz)
Nth sta per rumore di fase termico (–177 dBm (1 Hz))
Pin sta per livello di segnale calibrato applicato al DUT
Esempio
La figura di rumore per piccoli segnali di un amplificatore è stata misurata pari a 1,9 dB a 1900 MHz utilizzando il metodo del fattore Y. Il metodo del rumore di fase può essere utilizzato per calcolare la figura di rumore dell'amplificatore per livelli di ingresso variabili.
| Livello di pilotaggio del DUT in dBm | Rumore di fase in dBc (Hz) | Figura di rumore in dB |
|---|---|---|
| –25 | –150.4 | 1.6 |
| –20 | –155.3 | 1.7 |
| 0 | –169.4 |
Approccio senza piccoli segnali |
Riassunto
Poiché il DUT viene portato vicino e oltre il punto di compressione di 1 dB (livello di pilotaggio 0 dBm), il rumore di fase addizionale e la figura di rumore calcolati dallo stesso risultato peggiorano notevolmente. In condizioni operative reali, la figura di rumore per segnali di grandi dimensioni ricavata dalle misure del rumore di fase rappresenta un metodo più affidabile per il calcolo del budget di rumore disponibile nel collegamento di un sistema di trasmissione. L'analizzatore del rumore di fase e tester di VCO R&S®FSWP consente di effettuare misure accurate e affidabili del rumore di fase a banda larga per calcolare la figura di rumore di un dispositivo in condizioni operative variabili.
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