Некоторые соображения по методике измерения Кш

[Relayer]

Приветствую!

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. 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
при этом ошибка
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')))
собственно все кто найдет ошибки в этих рассуждения - ткните носом

[Relayer]

господа, за неделю ни одного коммента - так дело не пойдет. неужто у всех калькуляторы единовременно сломались? выкладки то на уровне третьего класса церковноприходской школы. жду деструктивную критику предложенного метода

[Genadi Zawidowski]

имеем генератор шума, аттенюатор и ваттметр

замерим на выходе Pout

Практическая проблема - я так понимаю, здесь требуется тепловой прибор, не у каждого в запасе такие лежат... А при измерении обычным вольтметром всё быдет не так (как мне кажется).

[Relayer]

замерим на выходе Pout

Практическая проблема - я так понимаю, здесь требуется тепловой прибор, не у каждого в запасе такие лежат... А при измерении обычным вольтметром всё быдет не так (как мне кажется).

ну в принципе обычным вольтметром это мерять не рекомендуется я сознательно опустил так сказать детали реализации и предоставил только общую концепцию измерения Кш на некалиброванном источнике, т.е. когда мы не знаем его шумовую температуру. мощность шума в НЧ полосе посчитать мне кажется проще всего используя компьютер и какойто софт для работы со спектрами.

[vadim_d]

господа, за неделю ни одного коммента

Андрей, как я понял, цель была уйти от необходимости знать мощность шумового генератора. В результате поменяли ее на мощность генератора во втором опыте. Если это синус, то отношение С/Ш включает в себя полосу, а дальше, если она известна во втором опыте, то нет нужды делать первый, с неизвестным уровнем шума. Как говорил народный герой Винни-Пух, "по-моему так"

[Relayer]

господа, за неделю ни одного коммента

Андрей, как я понял, цель была уйти от необходимости знать мощность шумового генератора. В результате поменяли ее на мощность генератора во втором опыте. Если это синус, то отношение С/Ш включает в себя полосу, а дальше, если она известна во втором опыте, то нет нужды делать первый, с неизвестным уровнем шума. Как говорил народный герой Винни-Пух, "по-моему так"

Вадим, совершенно правильно. цель была уйти от необходимости иметь калиброванный источник шума с равномерным спектром, ибо это есть проблема. собрать ГШ на стабилитроне или переходе БЭ вч-транзистора - не проблема, но вот чем его откалибровать? и где гарантии что его спектр будет равномерный?
теперь по поводу опытов. точнее замеров. второй замер (определение G') проводится при достаточно высоких уровнях как я себе это представляю. и в принципе можно "забить" на уточнение Gain и положить G~=G'. вытаскивать из этого измерения Рш не есть правильно т.к. будет очень велика ошибка измерений

[vadim_d]

второй замер (определение G') проводится при достаточно высоких уровнях как я себе это представляю. и в принципе можно "забить" на уточнение Gain и положить G~=G'. вытаскивать из этого измерения Рш не есть правильно т.к. будет очень велика ошибка измерений

Эт правильно. Но если делать его при невысоком С/Ш, то это будет стандартный замер чувствительности из которого при знании полосы находится Кш

цель была уйти от необходимости иметь калиброванный источник шума с равномерным спектром, ибо это есть проблема. собрать ГШ на стабилитроне или переходе БЭ вч-транзистора - не проблема, но вот чем его откалибровать? и где гарантии что его спектр будет равномерный?

Гарантии дает только страховой полис Я бы добавил еще одну проблему - стабильность выходного импеданса. На УКВ после такого генератора можно поставить аттенюатор, а на КВ избытка шума может и не быть. Здесь у 2Д2С проблем почти нет, но один недостаток - малый срок службы. У стабилитрона же ровно наоборот - вещь практически вечная. Можно откалибровать его по образцовому генератору и на пару лет снять проблему. Можно сделать генератор на лампах накаливания, сделав ОС по их сопротивлению постоянному току, но срок службы до стабилитрона не дотянет. Можно взять источником шум токораспределения пентода, но останется потребность в анодном источнике. Можно засветить обратносмещенный фотодиод лампочкой и получить классический дробовой шум (при засветке светодиодом я получал избыточный шум, но это могла быть и ошибка эксперимента). Старение лампы здесь не страшно, ибо меряем постоянный фототок. Из недостатков приличная емкость фотодиодов, даже PIN. Думаю, список идей этим не ограничивается.

[Relayer]

Эт правильно. Но если делать его при невысоком С/Ш, то это будет стандартный замер чувствительности из которого при знании полосы находится Кш

если делать его при невысоком С/Ш то начинаются всякие разные "пролазы" и "утечки" с ГСС в обход аттенюатора. и намерять там можно будет "среднюю температуру по больнице" а вот с ГШ чуть проще - он изначально выдает сравнительно небольшую мощность

[serk]

Если у Вас есть некий сигнал с известным уровнем, то и никакой генератор шума Вам не нужен вообще. То же, если Вам известно усиление Вашего устройства G, то и никакого генератора шума или сигнала с известным уровнем Вам тоже не требуется. Не тормозите, ребята!

[serk]

Надеюсь, я ткнул Вас носом, не так ли, ТС?