Устройство для измерения шумовых параметров линейных четырехполюсников

.801095112 зд) Ь 01 Р 29/26 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВ-:ННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЬГГИЙ(56) 1. Лейн Р.К. Определение шумовыхпараметров устройств. Сб. ТИИЭР,1969, т. 57, У 8, с. 123-124.2. Саннино М. Об определении шумовых параметров и параметров усиления устройств. Сб, ТИИЭР, 1979, т. 67,Нф 9, с. 219-220,(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯШУМОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ЛИНЕЙНЫХ ЧЕТЫРЕХПОЛ 0 СНИКОВ, состоящее из последовательно соединенных калиброванногогенератора шума, согласующего трансформатора, клемм для подключения измеряемого линейного четырехполюсникаи контрольного измерительного приемника, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности исокращения числа измерений, в неговведен короткозамыкающий поршень,соединенный с выходом согласующеготрансформатора,Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиоизмерительным устройствам и может быть использо)вано в радиоизмерительных устройствах для измерения шумовых параметров радиотехнических цепей.Известно, что коэффициент шума линейного четырехпояюсника с проводимостью генератора =6+ВГ определяется соотношением 1 О у-у,Г=Е . +йпбо шГ 30 Однако точность определения шумо вых параметров линейного четырехполюсника в сильной степени зависит от точности измерения значений проводимости генератора и соответствующих им величин коэффициента шума. Недос татком этого устройства также является большое количество проводимых измерений для одного испытуемого линейного четырехпопюсника, необходимых для построения кривых, по которым осуществляется определени шумовых параметров измеряемого линейного четырехполюсника. Минимальный коэффициент шума Гп 15 оптимальная проводимость генератора Ур=6 18 и шумовое сопротивление р представляют собой шумовые параметры четырехполюсника.Известно устройство для определе ния шумовых параметров линейного четырехполюсника, работающее по способу подгонки кривых зависимости коэффициента шума от проводимости генератора методом наименьших квадра тов 13.Это устройство обладает существенными недостатками и часто дает ошибочные или не имеющие физического смысла результаты.Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения шумовых параметров линейного четырехполюсника, определяемых через значения его коэффициента шума Е, измеренные при различных значениях проводимости генератора УГ Г 2 3. Это устройство состоит из последовательно включенных калиброванного генератора шума (ГШ), согласующего транс форматора (СТ), измеряемого линейного четырехполюсника (ИЛИ) и контрольного измерительного приемника (КИП). Целью изобретения является повышение точности и сокращение числа измерений.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для измерения шумовых параметров линейных четырехполюсников, состоящее из последовательносоединенных калиброванного генераторашума, согласующего трансформатора,клемм для подключения измеряемоголинейного четырехполюсника и контрольного измерительного приемника, введен короткозамыкающий поршень, соединенный с выходом согласующего трансформатора,На чертеже приведена структурнаясхема устройства для измерения шумовых параметров линейного четырехполюсника.Устройство состоит из последовательно соединенных калиброванногогенератора шума 1, предназначенногодля генерации Шумового спектра сигнала с известной спектральной плотностью, согласующего трансформатора2, предназначенного для трансформации выходной проводимости генератора1 в требуемую проводимость генератора У (иначе именуемого эталоннойреактивностью), предназначенного длясогласования только по реактивнойсоставляющей оптимальной проводимости генератора В , а также из измеряемого четырехполюсника 4 и контрольно-измерительного приемника 5, спомощью которого осуществляется отсчет коэффициента шума. Кроме того,устройство содержит короткозамыкающий поршень 3 и клеммы 6 - 9 дляподключения исследуемого четырехполюсника.При расчетах шумовых параметров используют следующие обозначения: Уо =6 +1 ео - ма я промость генератора,прикоторой реализуетсяминимальный коэффициент шума Г,; линейногочетырехполюсника, У : 5 +В - проводимость генератоГ Г э Гра, отсчитываемая навходных зажимах измеряемого четырехполюсника;Яш - шумовое ос противление,определяющее скоростьвозрастания коэффициента шума.шлейного1095112 Уо. ма. четырехполюсника по мере отхода проводимости генератора Ч от осевого оптимального значения У5 коэффициент шума линейного четырехполюсника;минимальный коэффициентшума линейного четырех-Ополюсника, реализуемыйпри оптимальной проводимости генератора ,;коэффициент шума линейного четырехполюсни ка, реализуемый приоптимальной реактивнойпроводимости генератора Воф.коэффициент шума линейного четырехполюс"ника, реализуемый приоптимальной активной проводимости генератоРабо у25 коэффициент шума линейного четырехполюсника, реализуемый в измерительном тракте передачи с волновой проводимостью равной выходной проводимости генератора шума;шумовое число, частично указывающее на сте 35 пень отличия оптимальной проводимости генератора Уо, при которой реализуется минимальный коэффициент шума линейного четырехполюсника Р , от оптимальной проводимости генератора,при которой наблюдается максимальная отдача шумовой мощности генератора шума в линейный четырехполюсник;1 модуль коэффициента отражения от оптималь 50 ной проводимости генератораУо 1, измеренный в трактепередачи с волновой проводимостью, равной выходной йроводимости генератора шуаВ - электрическая длинаволны в измерительномтракте передачи и КПЗ;- электрическая длинаКПЗ при его произвольных положениях;ЛИ - электрическая длинаКПЗ, соответствующаяего бесконечному входному сопротивлению.Устройство работает следующим об" разомПервоначально измеряют коэффициент шума линейного четырехполюсника Р при выведенном согласующем трансформаторе и положении короткозамыкающего поршня (КПЗ), соответствующем его элект" рической длине 1 =Л/4 (при этом В = О, У- = бг).Согласовывают линейный четырехполюсник по реактивной составляющей проводимости генератора Во с помощью КПЗ, для чего плавно изменяют его длину до положения 2, при котором наблюдается минимизация коэффициента шума до величины РВ, Расчет электрической длины реактивной составляющей оптимальной проводимости генератора Во осуществляют по формуле:(2)Подставляя КЗП в положении 1, добиваются минимального коэффициента шума линейного четырехполюсника с помощью перемещения зонда согласующего трансформатора. Фиксируют значение п 31 пЗафиксировав положение согласую" щего трансформатора, возвращают КЗП в исходное положение, соответствующее его электрической длине. Измеряют коэффициент шума линейного четырехполюсника Г согласованного только по реактивной составляющей 50 оптимальной проводимости генератора Уо(при этом В = О, Уг = бо)С помощью согласующего трансформатора вновь добиваются минимального коэффициента шума Р,;пи измеряют модуль его коэффициента отражения от оптимальной проводимости генератора Реактивную составляющую В оптио мальной проводимости генератора Уо определяют непосредственно по перемещениям КЗП при измерении коэффици,ента шума Р (отсчет значения котороОго не производят), а активная состав1095112 ш В О ения позвоть точность етров линейри одновреа измерео 1 о Составитель Л. Сор едактор Н. Ц 1 выдкая Техред Ж.Кастелевкин тор О. Ти аказ 3591/2 711 Под арственного комитета С зобретений и открытий Ж, Раушская наб., л Тира ВНИИПИ Гос по делам 3035, МосквасноеР влиял ППН Патент , г. Ужгород, ул, Проектная,ляющая 6 оптимальной проводимостигенератора Уо и шумовое сопротивление Йш рассчитываются из соотношений: Таким образом, определяют все четыре шумовые параметра линейного четырехполюсника Ьо, Во, Ещ Й че" рез три измеренных значения коэффици ента шума Ро, 1-у, Р;, модуля коэффициента отражения от оптимальной проводимости генератораГ и электрическую длину КЗП С 2, соответствующую коэффициенту шума РБ.Точность определения шумовых пара метров линейного четырехполюсника не зависит ни от точности измерений коэффициентов шума Ро, Гс, Гпп, ни от точности начальной калибровки уровня контрольного измерительного приемника, так как их определение относится к разностным измерениям, в чем и заключается их достоинство. Действительно, имея равную систематическую погрешность измерения Д Р (включающую в себя как приборную, так и калибровочную погрешность), имеем ч:(,.ар)-(, .ар ,: О п 1 п ) +. 2 Точность измерения величины В гарано тирована тем, что используется КЗП, являющийся эталонной реактивностью с высокой добротностью (входящий в комплект любой измерительной линии). Основная погрешность определения шумовых параметров линейного четырехполюсника обусловлена точностью измерения модуля коэффициента отраженияГ 1 от оптимальной проводимости генератора Ч. Измерительные приборы позволяют измерять модуль коэффициента отражения с относительной погрешностью с, не превышающей 2-57, Следовательно, максимальная относительная погрешность определения шумовых параметров линейного четырехполюсника д", не превышает величины Г с//2, т. е. в пределах 1-2, Я,. Использование изобрляет значительно повысизмерения шумовых параного четырехполюсникаменном сокращении числ