Генераторы шума и измерение Кш
Posted: 16 Mar 2013, 23:24
Размышлял тут на досуге по поводу измерения Кш. Просмотрел пару схемок - все требуют калиброванного источника шума. Что есть определенная проблема. Отечественные 2Д2С требуют высокого напряжения питания, не всегда доступны. Импортные интегральные тоже не на каждом углу продаются. И задумался я - а так ли нам надо иметь калиброванный источник шума? Может можно обойтись некалиброванным и аттенюатором? И вот что получилось
Имеем генератор шума, аттенюатор и ваттметр. Подключаем ГШ на вход исследуемого устройства напрямую и замеряем мощность на выходе
P1 = G * (Pш + Pin)
здесь G - усиление исследуемого устройства, а Рш - приведенная ко входу его мощность шумов. Pin - мощность шума от некалиброванного источника шума.
Делаем второе измерение. При этом между ГШ и входом устройства включаем аттенюатор, уменьшающий мощность шума в два раза (некритично). замеряем мощность на выходе:
P2 = G * (Pш + Pin/2)
путем несложных преобразований исключаем Pin:
2*P2 - P1 = G * Pш
или
Pш = (2*P2 - P1) / G
т.е. зная усиление исследуемого устройства мы можем найти Pш
Теперь займемся вопросом определения G(ain). Подадим на вход устройства некий сигнал с известным уровнем Pin. замерим на выходе Pout = G * (Pin + Pш).
реальный G = Pout / (Pin + Pш)
т.к. Pin >> Pш то можно аппроксимировать
G' = Pout / Pin
собственно тут можно было бы и закончить подставляя G' вместо G в формулу для Pш.
но можно пойти дальше. оценим ошибку
err = G' / G = Pout * (Pin + Pш) / (Pin * Pout) = 1 + Pш/Pin
или
G = G' / (1 + Pш/Pin)
Подставим последнее уточнение для Gain в формулу для Pш
Pш = (2*P2 - P1) / G = (2*P2 - P1)*(1 + Pш/Pin) / G' =
(2*P2 - P1)/ G' + Pш*(2*P2 - P1)/(Pin*G')
разрешаем полученное выражение относительно Pш
Pш = (2*P2 - P1) / (G' * (1-(2*P2 - P1)/(Pin*G')))
Т.е. переводя на русский - имея два замера от некалиброванного ГШ, и один замер от калиброванного ГСС мы можем найти Кш
Имеем генератор шума, аттенюатор и ваттметр. Подключаем ГШ на вход исследуемого устройства напрямую и замеряем мощность на выходе
P1 = G * (Pш + Pin)
здесь G - усиление исследуемого устройства, а Рш - приведенная ко входу его мощность шумов. Pin - мощность шума от некалиброванного источника шума.
Делаем второе измерение. При этом между ГШ и входом устройства включаем аттенюатор, уменьшающий мощность шума в два раза (некритично). замеряем мощность на выходе:
P2 = G * (Pш + Pin/2)
путем несложных преобразований исключаем Pin:
2*P2 - P1 = G * Pш
или
Pш = (2*P2 - P1) / G
т.е. зная усиление исследуемого устройства мы можем найти Pш
Теперь займемся вопросом определения G(ain). Подадим на вход устройства некий сигнал с известным уровнем Pin. замерим на выходе Pout = G * (Pin + Pш).
реальный G = Pout / (Pin + Pш)
т.к. Pin >> Pш то можно аппроксимировать
G' = Pout / Pin
собственно тут можно было бы и закончить подставляя G' вместо G в формулу для Pш.
но можно пойти дальше. оценим ошибку
err = G' / G = Pout * (Pin + Pш) / (Pin * Pout) = 1 + Pш/Pin
или
G = G' / (1 + Pш/Pin)
Подставим последнее уточнение для Gain в формулу для Pш
Pш = (2*P2 - P1) / G = (2*P2 - P1)*(1 + Pш/Pin) / G' =
(2*P2 - P1)/ G' + Pш*(2*P2 - P1)/(Pin*G')
разрешаем полученное выражение относительно Pш
Pш = (2*P2 - P1) / (G' * (1-(2*P2 - P1)/(Pin*G')))
Т.е. переводя на русский - имея два замера от некалиброванного ГШ, и один замер от калиброванного ГСС мы можем найти Кш