Способ измерения спектральной плотности интенсивности шума и коэффициента шума четырехполюсника

(19) (11 2702 51)4 С 01 К 2 САНИЕ ИЗОБРЕТЕН пытания и иковых приб 75, с.228, ние шумов раМ.: Связь,РАЛЬНОЙ 1 УМА И КОЭФ -ИКАк областиппение досной а и коэфиков (ЧП ),оздейстГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 21) 3987294/24-2122) 04. 12.85(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СПЕКТПЛОТНОСТИ ИНТЕНСИВНОСТИ ПФИЦИЕНТА ШУМА ЧЕТЫРЕХПОЛЮСН(57) Изобретение относитсярадиоизмерений. Цель - повьтоверности измерений спектральплотности интенсивности шумфициента шума четырехполюснописывающих ЧП в условиях ввия на него полигармонического рабочего сигнала с амплитудой однойиз гармоник (Г ) эа пределами линейного участка амплитудной характеристики ЧП. Для ее достижения по способу измерения подают гармоническийсигнал с уровнем мощности и частотой,равными заданным для рабочих условийнаибольшей Г входного сигнала, вьщеляют узкополосную огибающую,частотывыходного сигнала ЧП в определенномдиапазоне и ее постоянную составляющую, измеряют их уровни, подают наЧП амплитудно-модулированный сигналс гармонической огибающей частоты иизвестной глубиной модуляции, измеряют глубину модуляции выходногосигнала ЧП и определяют расчетносредние величины шумовых параметров,операции повторяют дважды, изменяячастоту, и рассчитывают величиныспектральной плотности интенсивностишума и коэффициента шума ЧП. В описа"нии изобретения даны математическиевыражения для расчета указанных величин. 3 ил.. радиоизмерений и может быть использовано для измерения спектральнойплотности интенсивности шума и коэфФициента шума полосовых активныхчетырехполюсников, например антенных,усилителей и усилителей высокой частоти радиоприемных устройств, лампбегущей волны, усилителей промежу 10точной частоты.Цель изобретения - повышение достоверности измерений спектральнойплотности интенсивности шума и козфФициента шума четырехполюсников,,описывающих четырехполюсник в условиях воздействия на него полигармонического рабочего сигнала с амплитудой одной из гармоник за пределамилинейного участка амплитудной характеристики четырехполюсникаНа Фиг.1 представлена схема устройства для реализации способа измерения; на Фиг,2 и 3 - соответственноспектральная характеристика испытательных сигналов и их огибающие вразличные моменты времени.Устройство для реализации способа содержит последовательно соединенные высокочастотный генератор 1,амплитудный модулятор 2, исследуемыйчетырехполюсник 3, амплитудный детектор 4 и вольтметр 5 постоянного напряжения, к выходу амплитудногодетектора 4 подключен также селективныйвольтметр б, Устройство содержит так 35же низкочастотный генератор 7 и источник 8 напряжения постоянного тока,подключенные соответственно к перво -му и второму входам сумматора 9,выход которого подключен к управляющему воду ампдитудного модулятора 2. Сущность способа можно пояснить напримере работы устройства для егореализации. Вначале устанавливают частоту и мощность сигнала генератора 1 равными , и ,21 Р, где Го и р ь частота и мощность гармоники наиболь щего уровня полигармонического рабочего. сигнала (фиг.3), Уровень 1,21 Р устанавливают для обеспечения в Ьхдальнейших операциях Формирования ЬМ-сигнала с гармонической огибающей с глубиной модуляции ш х = (0,05-0,1), а напряжение источника 8 постоянного тока - соответствующим уровню мощности выходного сигнала модулятора 2 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 Ч лродетектированного сигнала (с опомощью вольтметра 5 постоянного напряжения) и уровень напряжения 17. узкополосной составляющей частоты Г - 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 Г, что учитывается при определении шумовых параметров.Частота Г должна лежать в пределах 4 Г ( Г ((где Г - абсолютная нестабильность частоты генератора 1; 1, - наименьшая из двух величин ГмсксО и1 мук чик и Гминимальная и максимальная частоты полосы пропускания исследуемого четырехлолюсника , так как при нарушении левой части неравенства показапия селективного вольтметра будут искажаться Аликкер-шумами генератора 1 (Фиг.2) а лри нарушении правой части неравенства измерения будут проводиться за пределами полосы лролускания исследуемого четырех.лолюсника.Затем, установив частоту сигнала генератора 7 равной Г устанавливают его уровень соответствующим глубине модуляции АМ-сигнала на входе четырехполюсника, равной щ , При этом глубину амплитудной модуляции п 1 выбирают такой чтобы в процессе изменения огибающей АМ-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 Г, возникающей за счет шумовых свойств четырехполюсника. Эти требования выполняются если величи на щ лежит в пределах 0,05 щ 01,вхк После этого с помощью селективного вольтметра 6 на частоте Г измеряют амплитуду огибающей АМ-сигнала Ч а с помощью вольтметра 5 постоянного напряжения измеряют постоянную(2) зсоставляющую огибающей АИ-сигнала Ч , после чего определяют глубину амплитудной модуляции я в,АМ-сигнала на выходе четырехполюсника, ш в, = Ч Ч , Для рассматриваемого устройства, реализующего предлагаемый способ, коэффициент 1 есть коэффициент Формы детекторной характеристики амплитудного детектора (так, для квадратичного детектора Ы = 2) .Затем средние на двух частотахГ и Е + Г величины укаэанных шумовых параметров определяют по формулам: 5 к(Е - Г)+5 (Е.+Е)5 (Е Г)к в к о Затем описанные операции повторяют дважды, установив частоту генераЕтора 7 равной - - а частоту гене 2Ератора 1 равной Е,-" первый раз2и Е +- второй раз, и определяют по формулам (1 ) и (2) средние значения указанных шумовых параметровГ соответственно на частотах Ес 2 и Е и частотах Кв и 1 в + 2После этого величины спектральной плотности интенсивности шума и коэффициента шума четырехполюсника, описывающие четырехполюсник на частотеГ и частоте Е, + Г; определяют по Формулам: 5 к(Ев+ Г) 5 к(ЕоГ) +5 к(Ео+ 2 1Г Г Г2(в)с 2 ф 2 формула изобретения Способ измерения спектральнойплотности интенсивности шума и коэф- О фициента шума четырехполюсника, всоответствии с которым воздействуютна исслелуемый четырехполюсник немодулированным сигналом, выделяют узкополосный сигнал и измеряют его уросвень, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения достоверностиизмерений указанных параметров, описывающих четырехполюсник в условияхвоздействия на него полигармоничес кого рабочего сигнала с амплитудойодной из гармоник за пределами линейного участка амплитудной характеристики четырехполюсника, на негоподают гармонический сигнал с уровнем мощности Ри частотой Е , равными заданным для рабочих условийвеличинам мощности и частоты наибольшей гармоники входного сигнала, выделяют узкополосную огибающую частотыГ выходного сигнала четырехполюсника в диапазоне 4 Г( Е ( Ег (гдеГ -.абсолютная нестабильность частоты гармонического сигнала; Е - наименьшая иэ двух величин Гмакс " 35 и Ев - Г; Еи Е,- минимальнаяи максимальная частоты полосы пропускания четырехполюсника и постояннуюсоставляющую огибающей выходногосигнала четырехполюсника и измеряют 40 их уровни Ч и У затем подают начетырехполюсник амплитудно-модулиро"ванный сигнал с гармонической огибающей частоты Г и известной глуби"ной модуляции ли измеряют глуби ну модуляции явыходного сигналачетырехполюсника, после чего средниена двух частотах Е - Г и Е + Г величины укаэанных шумовых параметровопределяются по формулам;505 к(Е - Г) + 5 к(Е + Г)гУг Рвх В5 1327023 6 где Й " входное сопротивление четы- Га частоту Г . а о-- первый раэГЧ - уровень узкополосной огиз и на Г +-"- - второй раз определяо 2Убающей частоты Г, измеряемый прибором с полосоют по укаэанным формулам,соответст и Т - постоянная Больцмана и 5 Н -) М( - )Г Г Г Гко 22 фоабсолютная температура входного сопротивления четырехиполюс ника; 1 О, ко 21 2 ф оь( - коэффициент, учитывающий после чего величины спектральнойамплитудные искажения выде- плотности интенсивности шума и коэфляемой узкополосной огибаю- фициента шума четырехполюсника, опищей частоты Г, сывающие четырехполюсник на часто- затем указанные операции повторяю 15 те Г - Г и частоте Г + Г, опредедва раза, сменив частоту Г на Г/2, ляются по формулам: 5 к(юГ) = 5 к(о,Г)- 5 к(о -2-1 -2-) + 5 к(о-1 -2-)Г Г Г; Г М( фГ) = М(1 Г)+ М(Г + )+ 5(ГГ Г Го оо 22 о1 Г(Оие 1 нплищфно иоетотиор пнюктериетико иеты- реююлюеюгли ф,те, РФРФиг. е о йцоое иооирророглри урне иыюло селерг. ,ющоо роотОет.тфвжю глухиеоно,Фи Составитель. Н.Михалев тор М.Петрова Техред В.Кадар, Корректор В.Б4/41 Тираж 730 ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений 113035, Москва, Ж, Р Подписноекомитета ССС 1 еи открытийушская наб., д.4/5 аказ Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. тна