Способ измерения спектральной плотности интенсивности шума и коэффициента шума четырехполюсника

 

Изобретение относится к области радиоизмерений. Цель - повьшение достоверности измерений спектральной плотности интенсивности шума и коэффициента шума четырехполюсников (ЧП ), описьшаклдих ЧП в условиях воздействия на него полигармонического рабочего сигнала с амплитудой одной из гармоник (г) за пределами линейного участка амплитудной характеристики ЧП. Для ее достижения по способу измерения подают гармонический сигнал с уровнем мощности и частотой, ра вными заданным для рабочих условий наибольшей Г входного сигнала, йьщеляют узкополосную огибающую, частоты выходного сигнала ЧП в определенном диапазоне и ее постоянную составляющую , измеряют их уровни, подают на ЧП амплитудно-модулированный сигнал с гармонической огибающей частоты и известной глубиной модуляции, измеряют глубину модуляции выходного сигнала ЧП и определяют расчетно средние величины шумовых параметр.ов, операции повторяют дважды, изменяя частоту, и рассчитьшают величины спектральной плотности интенсивности шума и коэффициента шума ЧП. В описании изобретения даны математические выражения для расчета указанных величин . 3 ил. с 9 (Л 00 ю to СА9

СО103 СОВЕТСКИХ

СО1.1ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 R 29/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

21) 3987294/24-21

22) 04. 12.85

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (46) 30.07.87. Бюл. 9 28 (71) Горьковский политехнический институт им.А.А.Жданова (72) М.А. Ивлев, О.П.Павловский и В. И. Пятаев (53) 621.317.75 (088.8) (56) Аронов В.Л. и др. Испытания и исследования полупроводниковых приборов. M. Высшая школа, 1975, с.228, рис.7.7.

Безруков А.В. Измерение шумов радиоприемных устройств. М.: Связь, 1971, с.20. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНОЙ

ПЛОТНОСТИ ИНТЕНСИВНОСТИ ШУМА И КОЭФФИЦИЕНТА ШУМА ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА (57) Изобретение относится к области радиоизмерений. Цель — повышение достоверности измерений спектральной плотности интенсивности шума и коэффициента шума четырехполюсников (ЧП ), описывающих ЧП в условиях воздействия на него полигармонического

„„SU„„1 27023 А1 рабочего сигнала с амплитудой одной из гармоник (Г ) эа пределами линейного участка амплитудной характеристики ЧП. Для ее достижения по способу измерения подают гармонический сигнал с уровнем мощности и частотой, равными заданным для рабочих условий наибольшей Г входного сигнала, выделяют узкополосную огибающую, частоты выходного сигнала ЧП в определенном диапазоне и ее постоянную составляющую, измеряют их уровни, подают на

ЧП амплитудно-модулированный сигнал с гармонической огибающей частоты и известной глубиной модуляции, измеряют глубину модуляции выходного с сигнала ЧП и определяют расчетно средние величины шумовых параметров,: операции повторяют дважды, изменяя частоту, и рассчитывают величины спектральной плотности интенсивности шума и коэффициента шума ЧП. В описа- 2 нии изобретения даны математические выражения для расчета указанных величин. 3 ил.

23 и подают сигнал с выхода модулятора

2 на исследуемый четырехполюсник.

Выходной сигнал четырехполюсника 3 детектируют по амплитуде с помощью амплитудного детектора 4 и далее измеряют уровень напряжения постоянной составляющей

V продетектированного сигнала (с о помощью вольтметра 5 постоянного напряжения) и уровень напряжения 17„. узкополосной составляющей частоты F - продетектированного сигнала (с помощью селективного вольтметра

6 ). Вследствие неидельальности се-. лективного вольтметра 6 он будет измерять средний уровень узкополосной составляющей в полосе частот П в окрестности частоты F что учитывается при определении шумовых параметров.

Частота F должна лежать s пределах 4 F„ c F i F„ (где F - абсолютная нестабильность частоты генератора 1; f, - наименьшая из двух величин F

ec1xc О и 1 IHyH FlnHp u

F „ минимальная и максимальная частоты полосы пропускания исследуемого четырехполюсника, так как при нарушении левой части неравенства показания селективного вольтметра будут искажаться Аликкер-шумами генератора 1 (фиг.2), а при нарушении правой части неравенства измерения будут проводиться за пределами полосы пропускания исследуемого четырех.полюсника.

Затем, установив частоту сигнала генератора 7 равной Г> устанавливают

его уровень соответствующим глубине модуляции AM-сигнала на входе четырехполюсника, равной m . При этом глубину амплитудной модуляции m > выбирают такой,, чтобы в процессе изменения огибающей AM-сигнала че— тырехполюсник не выходил за пределы выбранного участка амплитудной характеристики. С другой стороны, уровень амплитуды огибающей АМ-сигнала должен существенно превосходить уровень амплитуды паразитной огибающей частоты F, возникающей за счет шумовых свойств четырехполюсника. Эти требования выполняются, если величи на m лежит в пределах 0,05

sx к

После этого с помощью селективного вольтметра 6 на частоте F измеряют амплитуду огибающей AN-сигнала Ч„, а с помощью вольтметра 5 постоянного напряжения измеряют постоянную

Сущность способа можно пояснить на примере работы устройства для его реализации.

Вначале устанавливают частоту и мощность сигнала генератора 1 равныI,21 P<„, где o H Рь» частота и мощность гармоники наиболь- 50 щего уровня полигармонического рабочего-сигнала (фиг.3). Уровень 1,21

Р устанавливают для обеспечения в .Ьх дальнейших операциях формирования

AM-сигнала с гармонической огибающей с глубиной модуляции ш „ = (0 05-0,1), а напряжение источника 8 постоянного тока — соответствующим уровню мощности выходного сигнала модулятора 2

1 13270

Изобретение относится к технике . радиоизмерений и может быть использовано для измерения спектральной плотности интенсивности шума и коэффициента шума полосовых активных четырехполюсников, например антенных, усилителей и усилителей высокой частоти радиоприемных устройств, ламп бегущей волны, усилителей промежу10 точной частоты.

Цель изобретения — повышение достоверности измерений спектральной плотности интенсивности шума и коэффициента шума четырехполюсников,,описывающих четырехполюсник в условиях воздействия на него полигармонического рабочего сигнала с амплитудой одной из гармоник за пределами линейного участка амплитудной характеристики четырехполюсника °

На фиг.1 представлена схема устройства для реализации способа измерения; на фиг.2 и 3 — соответственно спектральная характеристика испытательных сигналов и их огибающие в различные моменты времени.

Устройство для реализации способа содержит последовательно соединенные высокочастотный генератор 1, амплитудный модулятор ?, исследуемый четырехполюсник 3, амплитудный детектор 4 и вольтметр 5 постоянного напряжения, к выходу амплитудного детектора 4 подключен также селективный вольтметр 6, Устройство содержит так35 же низкочастотный генератор 7 и источник 8 напряжения постоянного тока, подключенные соответственно к перво— му и второму входам сумматора 9, выход которого подключен к управляющему в оду ампдитудного модулятора 2.

1327023

Pox R

1 (mope()2 11 V2 2

m8x

1х (f o Г) +1 1 (fo + F ) И (Г.,Г. ) г

VF Рвх

21стЛ (-8--) Ч с(2

П ьх (2) з составляющую огибающей AM-сигнала

1/, после чего определяют глубину амплитудной модуляции ш ц„АМ-сигнала на выходе четырехполюсника, m ц„ = Ч /V . Для рассматриваемого устройства, реализующего предлагаемый способ, коэффициент oI есть коэффициент формы детекторной характеристики амплитудного детектора (так, для квадратичного детектора Ы = 2) .

Затем средние на двух частотах

F и fo+ F величины укаэанных шумовых параметров определяют по формулам.

S (- F)+S (fo+F)

S (f Г) к о к о

Затем описанные операции повторяют дважды, установив частоту генераF тора 7 равной — - а частоту гене2

F ратора 1 равной f,- --- " первый раз

2 и f + --- — второй раз, и определяют по формулам (1 ) и (2) средние значения указанных шумовых параметров

F соответственно на частотах f o2 и Й, и частотах fo и o + 2 °

Лосле этого величины спектральной плотности интенсивности шума и коэффициента шума четырехполюсника, описывающие четырехполюсник на частоте

F и частоте 1, + Г; определяют по формулам: к(,+ F) — S«(fo F) +Sr (,+

F F F

--) - s (f - -- ---) к о (Г - F) = З (Г Г) "S (Г +-- ° --)+,F

+ s (f - --- ---). . (3) Г о .2 э 2 э

N(fo+F) — N(fo )+N(fî+ 2-, -)F

- N(f - --- ° --) °

F F о 2 х 2 х

N(fo Г) = "(fo F) N(f + 2 2 ) +

F F

+ м (f — --- ---)

F F (+1 о 2 2

Формула изобретения

Способ измерения спектральной плотности интенсивности шума и коэф10 фициента шума четырехполюсника, в соответствии с которым вбздействуют на исследуемый четырехполюсник немодулированным сигналом, выделяют узко полосный сигнал и измеряют его уро вень, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности измерений указанных параметров, описывающих четырехполюсник в условиях воздействия на него полигармоничес20. кого рабочего сигнала с амплитудой одной из гармоник за пределами линейного участка амплитудной характеристики четырехполюсника, на него подают гармонический сигнал с уровнем мощности P „ и частотой f, равными заданным для рабочих условий величинам мощности и частоты наибольшей гармоники входного сигнала, выделяют узкополосную огибающую частоты

F выходного сигнала четырехполюсника в диапазоне 4 Г„(Г < 1г (где

F -.абсолютная нестабильность частоГ ты гармонического сигнала; f - наименьшая из двух величин Гмакс "

35 и о - Г...н Гм- и Гиакс- миним и максимальная частоты полосы пропускания четырехполюсника и постоянную составляющую огибающей выходного сигнала четырехполюсника и измеряют

4о их уровни V и Vo, затем подают на четырехполюсник амплитудно-модулиро" ванный сигнал с гармонической огибающей частоты F и известной глуби" ной модуляции m „ и измеряют глуби45 ну модуляции m „„ выходного сигнала четырехполюсника, после чего средние на двух частотах f, - -F и fo+ F величины укаэанных шумовых параметров определяются по формулам:

«S(f Г) + S,(f + F)

vF po R (m„,„/mox ) n Vo

Nff F(+ Nffo+F)

2 2

VF Рьх

21сТ(ш „„/м „) П V, с

5 1327023 6 где R " -входное сопротивление четы- F а частоту Г . а о- -2- - первый раэ

Г

Ч - уровень узкополосной огиз и на f +-"- - втОрой раз определяо 2

У бакицей частоты F, измеряемый прибором с полосо

Й прибором с полосой про- ют по Укаэанным формулам,соответстk и Т вЂ” постоянная Больцмана и S (f - --- ° --) N(f - -- ° ---)

F Г к о абсолютная температура входного сопротивления четырехи (F» F ) F F полюс ника; 1О, 2 2 о 2 2 У о(— коэффициент, учитываю@ий после чего величины спектральной амплитудные искажения выде- плотности интенсивности шума и коэфляемой узкополосной огибаю- фициента шума четырехполюсника, опищей частоты F, сывающие четырехполюсник на частозатем указанные опеРации повторяют 15 те f - F и частоте fo + F, опредедва раза, сменив частоту F на Г/2, ляются по формулам:

Sz(f

F F F F

N(f Ф F) = N(f F) + N(f + --- ° ---)+ +S(f

F F F о 0 о 2 2 о

---) 2

1нплоту0но -частотная пнюктеоиетоко итыргклолюолач isa) "мко — > 2ф, r. о, f i ef q

Фиг. 8 (У - 7г) ь з ъВ

ЪЯ ф„ь о ймодо иоддлюоро2лра умно

uwna оолщлмюлаоо роотдоттф ис ж глуймо ано, у

Составитель. Н.Михалев

Редактор М Петрова ТехредВ.Кадар, Корректор В.Бутяга

Заказ 3384/41 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

11303S, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r..Ужгород, ул. Проектная, 4