Bir sinyal jeneratörünün gürültü katı, en düşük sinyal seviyesini tanımlayan kritik bir parametredir, bu kavramın sinyal jeneratörü gürültü zemini, iletişim, yayın ve elektronik testlerde çalışan mühendisler için temeldir. Birçok ölçüm sisteminde, gürültü zemini en sonunda dinamik sınırlar, hassasiyet ve cihazın doğruluğu.Bu makale, sinyal jeneratör gürültü zemininin arkasındaki bilime kapsamlı bir görünüm sağlar, ölçüm teknikleri, influen faktörler ve optimizasyon performansı için pratik stratejiler için pratik stratejiler için gereklidir.

Signal Jeneratörs'teki Gürültü Katını Tanımlama

sinyal jeneratörleri bağlamında, gürültü zemini, kanal başına bir miliwatt sinyal seviyesine göre ayarlandığında mevcut olan canlı geniş bant gürültüsüdür.Bu gürültü birden fazla fiziksel mekanizmadan ortaya çıkar ve amaçlanan dalgaformunda ortaya çıkan rastgele dalgalanmalar olarak gözlemlenebilir. Gürültü zemini genellikle dBm/Hz (dörneklerin bant genişliğine göre bir miliwatt) veya gürültü spektral yoğunluk olarak ifade edilir.

Kısa vadeli frekansı stabilitesi açıklayan faz gürültüsünden farklı olarak, gürültü zemini geniş frekans aralığında amplitüdül varyasyonları ile ilgilidir. Daha düşük gürültü zemini jeneratörü daha temiz sinyalleri üretmek için sağlar, özellikle yüksek hassasiyet alıcıları test ederken, düşük kanallı yükselteçli güç ölçümlerini karakterize eder veya performans gösterir.

Termal Gürültü (Johnson-Nyquist Gürültü)

Termal gürültü, gürültü zeminine en temel katkıdır.Sürücü bileşenlerdeki rastgele şarj taşıyıcılardan elde edilir ve mutlak sıcaklıkla orantılıdır.Mevcut gürültü gücü, T (in Kelvin) yaklaşık olarak verilir - B, BoltzmannafTM'in sabit olduğu sabit bir sinyale sahip olacaktır (1.38 kasıt - 10-23) Oda sıcaklığında (290 K)

Shot Gürültü ve Flicker Gürültü

Shot gürültüsü yarı iletkenlerde taşıyıcıların ayrı doğasından ortaya çıkar, örneğin sinyal üretiminde kullanılan transistörler ve diyotlar ve çıktı amplifikasyon aşamalarındaki artışlar. Ortalama akım ile Flicker gürültü (1/f gürültü) düşük frekanslarda meydana gelir ve frekansta etkisi ile karşılaştırıldığında, sabit devre tasarımı ile en azalabilir.

Diğer Contributors

Ek gürültü kaynakları, güç tedariki dalgalanmaları, zemin döngüleri, elektromanyetik müdahale (EMI), ve dijital sinyal jeneratörlerinde ölçüm gürültü içerir. Yüksek kaliteli sinyal jeneratörleri birden çok filtreleme aşamalarını, hassas gerilim referanslarını kullanır ve bu katkıları azaltmak için kalkanlar.

Neden Precise Gürültü Kat Analizi Maddeler

Gürültü zemininin doğru ölçümü birkaç nedenden dolayı önemlidir:

  • [[DUT:0)Device Karakterizasyon:[DFLT:1), alıcıları test ederken, karıştırıcılar veya yükselticiler, uyaranlar gürültünün test altında cihazın altında iyi olması gerekir (DUT) Aksi takdirde, ölçüm performansı bozulacaktır.
  • [FONT:0) Sistem Dinamik Aralığı: [Dönetici:[Dönetici:0) Gürültü zemini sinyal jeneratörü ile sınırlı olan sabit sinyal aralığının alt sınırlarını ayarlar.
  • [FOSI,COM veya 3GPP gibi standartların geçiş / kararlarına müdahale etmemesi için yeterince gürültü katları olması gerekir.
  • [FONT:0]Calibration ve Metroloji: Kalibrasyon laboratuvarlarında, referans kaynağı, TM'ler gürültü zemini, izlenebilir belirsizlik bütçeleri elde etmek için bilinmelidir ve hesaba çekilecektir.

Alıcı Hassasiyet Testine Etkisi

Klasik bir örnek, bir iletişim alıcının duyarlılığını test ediyor. Alıcının eşdeğer gürültü zemininin altında en az 10 dB'nin kendi gürültü rakamını (NF) çok yüksekse, ölçüm cihazının hassaslığını ölçmek için, test sinyalinin ölçülen gürültü zeminini ölçmek ve alıcının eşdeğer bir hassas okuma ile sunulması gerekir.

Signal Jeneratör Gürültü için ölçüm yöntemleri

Bir sinyal jeneratörünün gürültü zeminini ölçmek, jeneratörü ayırmak için dikkatli bir kurulum gerektirir. ölçüm cihazından TM'ler gürültüyü ayırmak. Çeşitli kurulmuş teknikler var.

Spectral Analiz Doğrudan Ölçüm

En basit yaklaşım bir spektrum analizörü kullanır. sinyal jeneratörü belirli bir frekans ve güç seviyesinde bir CT'yi üretmek için ayarlanır. Analizleyicisi, formülü kullanarak daraltıcı (RBW) ve video filtre ortalama olarak gözlemlenir.

Ancak, bu yöntem analizinlan Euro'nun kendi gürültü zemininden etkileniyor ve önyükleme gerektirir. doğru sonuçlar elde etmek için, analiz ki €TMs gürültü zemini jeneratörün altındaki en az 10 dB olmalıdır.Eğer bu durum karşılanmazsa, bir gürültü kaynağı çıkarma yöntemi kullanılabilir.

Y-Factor Method for Gürültü Kat

Y faktörlü yöntem, genellikle gürültü rakam ölçüm için kullanılır, gürültü kaynağının kapatılmasına uyarılabilir ve iki güç ölçümleri alınır: bir kalibrasyon kaynağı (örneğin, aktif bir soğuk yük veya gürültü diyotu) ve bir güç sayacı veya spektrum analizörü. Gürültü katsayısı kapatılır, ve iki güç ölçümleri alınır: bir tane gürültü kaynağı (soğuk) ve bir ses kaynağı (soğuk) ile ısıtılır.

Bu yöntem doğrudan ⁇ ölçümden daha doğru, çünkü ölçüm için hesaplar alındı.Xs gürültü katkısı ve geniş dinamik bir aralık spektrum analizörü gerektirmez.

Cross-Correlation Teknik

Son derece düşük gürültü zemin jeneratörleri için (< -160 dBm/Hz), bir çapraz-korrelasyon yöntemi kullanılır. İki bağımsız spektrum analizörleri veya iki ayrı alıcı kanalı aynı sinyal jeneratörü çıktısını ölçmek. jeneratörün altındaki gürültü her analizcinin gürültüyü kendi kanallarıyla ilgili olarak, bu teknik genellikle ulusal metroloji enstitülerinde kullanılır.

Zaman Domain Analizi

Yüksek hızlı bir oscilloskop veya sayısal birleştirici kullanarak, biri jeneratörde gürültü dalgasını yakalayabilir.Tiddiatasyondan sonra, yakalanan verilerin FFT'si gürültüyü kaçırabilir.Bu yaklaşım, dijital kanallamanın dikkatli kalibrasyonunu gerektirir.

Gürültü Katliamı Etkileyen Faktörler

Bir sinyal jeneratörünün gürültü katı sabit bir sayı değildir; bu faktörleri anlamak, test kurulumlarında gürültü için mühendisler bütçeye yardımcı olur.

Çıktı Güç Seviyesi

Düşük çıktı güç ayarları (örneğin, -100 dBm), jeneratörü düşük bir kazançta çalışır ve çıktı aşamasından gelen gürültü yüksek çıktı seviyelerinden dolayı azalır.

Sıcaklık ve Çevre Faktörleri

Bahsettiği gibi, termal gürültü mutlak sıcaklıkla orantılıdır. 25.°C laboratuvarında çalışan bir jeneratör, bu sürüklenme işlemi sırasındaki jeneratörlere geçiş için yaklaşık 0.1 dB daha yüksek bir gürültü zemini olacaktır.

Frekans Aralığı ve Band Plan

Gürültü zemini genellikle jeneratörü ile düz değildir. Daha düşük frekanslarda (örneğin, düşük grup, yüksek bant) farklı gürültü özellikleri ile. daha yüksek mikrodalga frekanslarında, geniş bant gürültüsü mixers ve multipliers artırabilir.

Power Supply Stability ve Impedance Mismatch

Ripple ve iç güç tedarikinden gelen gürültüyü sinyal yoluna girebilir, ayrık boruları da geniş bant genişliğine ekleyebilir. Yüksek kaliteli jeneratörler düşük çözünürlükte lineer düzenleyiciler ve dikkatli PCB düzeni kullanır. jeneratör çıktısında yanlış bir uyum sağlar (örneğin, gürültüyü artırmak için) Ayrıca gürültüyü değiştirebilir.

Attenuator Ayarları

Dış veya iç adım attanörleri gürültüyü tanıtabilir. Attenuatora €TMs dirençli elementler termal gürültüye katkıda bulunur, ancak bu gürültü genellikle jeneratörü Euro'dan daha düşük €TM'lara ait gürültüyü veya ölçüm cihazının düşük seviyeli sinyallerin zaman ölçüldüğü zaman ölçülmelidir.

Faz gürültüsü ve Amplality Floor Gürültü

Gürültünün zemini ve faz gürültüsü arasında ayrım yapmak önemlidir. Bir spektrumda ölçülen gürültü zemini taşıyıcıdan gelen frekans dengelemesinde hem de sinyal jeneratörü için standart bir spektrum analizörü ile, görüntülenen gürültü her ikiniz de toplam gürültüyü ölçmek için geçerlidir (bu da amplif ve faz katkılarını ölçmek için ilgili parametredir), dengeli bir alıcı veya AM dedektörü kullanılabilir.

Test Kurulumlarında Gürültü Katlarının Azming için Pratik İpuçları

Bir sinyal jeneratörü kullanırken, ölçüm gürültü zemini dikkatli teknikle optimize edilebilir:

  • [FONT:0) Yüksek Lisans veya Bandpass Filtresi kullanın:) Belirli bir frekansta test ederse, jeneratör çıkışındaki dar bant filtre ölçüm bant genişliğine katılabilecektir.
  • [FONT:0)Grounding ve Shielding:) Doğru zemin bağlantıları sağlayın ve çevresel gürültüyü en aza indirmek için kalkan kabloları kullanın.
  • [FONT:0)Reduce Band genişlik: [Dönetici: [Dönetici: 0,0]Reduce Band genişliği: [Düzücükte 1,0) Ölçüm cihazı üzerinde, yeterli süpür hızına izin veren minimum çözünürlük bant genişliğini kullanın. RBW'de 10 dB azaltımı hassaslıkta 10 dB iyileştirme sağlar (görüntücükürü beyazdır).
  • [[Dönetici:0) Birden çok İzden Çıkarma: [Döntgen: 0 ) Video averting veya iz averaging, görüntülenen gürültünün yetimini azaltır, gürültü zemininin daha iyi tahminlerine izin verir.
  • [FONT:0)Warm Up the Instrument:[Dönetici:[Dönetici:[Dönetici: 0 ) sinyal jeneratörü ve ölçüm cihazı kritik ölçümlerden önce termal dengeye ulaşmalarına izin verir.

Datasheets'de Gürültü Kat Özellikleri

Signal jeneratörü veri tabloları genellikle belirli koşullarda gürültü zeminini listeler, örneğin 1 GHz, 0 dBm çıkışı ile ve 30 dakikalık bir sıcak saat sonra.Uygunluk Noument (CW, 1 MHz dengeleme, 1 Hz BW) bu ilanı beğenebilir: “Eğer taşıyıcı seviyeyi kullanarak. 0 dBm.

Meşrutulluk değerlerinden ihtiyatlı olun; birçok birim üzerinden medya performansını temsil edebilir ve genellikle 3â € '6 dB daha kötü. Ek olarak, gürültü zemini modülasyon veya non-CW dalgaformları kullanırken, yüksek zirveye sahip olmayan oranlarda ve dijital gürültüyü artırılabilir.

Gelişmiş ölçümler

Gürültü Şekilleri Gürültü Katına Karşı Gürültü

sinyal jeneratörleri bağlamında, gürültü rakam (NF) bir gürültü zemini ile tanımlanır -160 dBm /Hz, NF, jeneratörü bir sistemdeki diğer bileşenlerle doldurırken faydalıdır.

Kalibrasyon ve Traceability

Metroloji-grad sinyal jeneratörleri için, gürültü zemini birincil standarta karşı rutin olarak kalibre edilir (örneğin, bir krigen gürültü kaynağı veya Josephson gerilim standardı). jeneratör ile yapılan ölçümler otomatik olarak kullanılabilir. Kalibrasyon aralıkları genellikle 12 € '24 aydır, ancak kullanıcılar kritik ölçümlerden önce gürültü zeminini doğrulamalıdır.

Dijital Jeneratörler ve Sayılama Gürültü

Modern keyfi dalgaform jeneratörleri (kahkadar) ve vektör sinyal jeneratörleri (VSGs) dalgaformunu oluşturmak için DAC'leri kullanır. DAC'nin sonlu kararı, bu, ısıtıcı bir gürültü zemini olarak görünür.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Bir sinyal jeneratörünün gürültü zemini, doğru jeneratörü seçmenin temel bir parametredir ve performanslarını doğru bir şekilde yorumlayabilmeli ve ölçüm yöntemlerinden yararlanarak, bir jeneratörün gerçek gürültü zeminini karakterize edebilir ve test sisteminde limitli faktör oluşturmasını sağlar.Bu sayede mühendisler günlük çalışmalarındaki rehberlik yöntemlerine güvenle ulaşabilirler.

Gürültü ölçüm teknikleri hakkında daha fazla okuma için, [[GÜŞÜNCÜSÜŞÜNCÜSÜSÜŞÜK:0)GÜNCÜŞÜNCÜŞÜK-TRİYESİ:0)GÜNCÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNCÜŞÜNCÜSÜŞÜNCÜŞÜNTÜSİ - AYARLIĞI (DÜŞÜN) ve ZİLMİŞKSİMLER: 2)