Устройство для измерения шумовых параметров линейных четырехполюсников

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1095112 э,,59 С 01 R 29/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A8TOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГГИЙ (21) 3565772/18-21 (22) 17.03.83 (46) 30.05.84. Бюл. |Ф 20 (72) С.Н. Песков (53) 621.317.75(088.8) (56) 1. Лейн Р.К. Определение шумовых параметров устройств. Сб. ТИИЭР, 1969, т. 57, Ф 8, с. 123-124.

2. Саннино M. Об определении шумовых параметров и параметров усиления устройств. Сб, ТИИЭР, 1979, т. 67

Н - 9, с. 219-220. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ШУМОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ЛИНЕЙНЫХ ЧЕТЫРЕХПОЛ|0СНИКОВ, состоящее из последовательно соединенных калиброванного генератора шума, согласующего трансформатора, клемм для подключения измеряемого линейного четырехполюсника и контрольного измерительного приемника, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и сокращения числа измерений, в него введен короткозамыкающий поршень, соединенный с выходом согласующего трансформатора.

1095112

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к радиоизмерительным устройствам и может быть использо7 вано в радиоизмерительных устройствах для измерения шумовых параметров радиотехнических цепей.

Известно, что коэффициент шума линейного четырехпояюсника с проводимостью генератора $ „=5„+jB определяется соотношением 10

F=F . +R

tY -Y 12 г

Однако точность определения шумо- 45 вых параметров линейного четырехполюсника в сильной степени зависит от точности измерения значений проводимости генератора и соответствующих им величин коэффициента шума. Недос- 50 татком этого устройства также является большое количество проводимых измерений для одного испытуемого линейного четырехпопюсника, необходимых для построения кривых, по которым осу-51 ществляется определеHHt шумовых параметров измеряемого линейного четырехполюсника.

Минимальный коэффициент шума Г „„, 15 оптимальная проводимость генератора

Y>=6 +16 и шумовое сопротивление Р о о представляют собой шумовые параметры четырехполюсника.

Известно устройство для определе- 20 ния шумовых параметров линейного четырехполюсника, работающее по способу подгонки кривых зависимости коэффициента шума от проводимости генератора методом наименьших квадратов (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 F, измеренные при различных значениях проводимости генератора Уг Г2 3. Это устройство состоит из последовательно включенных калиброванного генератора шума (ГШ), согласующего транс- 40 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 последовательно соединенных калиброванного генератора шума, согласующего трансформатора, клемм для подключения измеряемого линейного четырехполюсника и контрольного измерительного приемника, введен короткозамыкающий поршень, соединенный с выходом согласующего трансформатора, На чертеже приведена структурная схема устройства для измерения шумовых параметров линейного четырехполюсника.

Устройство состоит из последовательно соединенных калиброванного генератора шума 1, предназначенного для генерации Шумового спектра сигнала с известной спектральной плотностью, согласующего трансформатора

2, предназначенного для трансформации выходной проводимости генератора

1 в требуемую проводимость генератора Y (иначе именуемого эталонной реактивностью), предназначенного для согласования только по реактивной составляющей оптимальной проводимости генератора В, a также из измеряемого четырехполюсника 4 и контрольно-измерительного приемника 5, с помощью которого осуществляется отсчет коэффициента шума. Кроме того, устройство содержит короткозамыкающий поршень 3 и клеммы 6 — 9 для подключения исследуемого четырехполюсника.

При расчетах шумовых параметров используют следующие обозначения: (о =6<+j Bо — оптимальная проводимость генератора,при которой реализуется минимальный коэффициент шума 0„„.„линейного четырехполюсника, (= Q + Ц вЂ” проводимость генератог r 3 г ра, отсчитываемая на входных зажимах измеряемого четырехполюсника;

Ящ — шумовое сопротивление, определяющее скорость возрастания коэффициента шума C.,. шлейного

1095112 уо!. ма. четырехполюсника по мере отхода проводимости генератора (от осевого оптимального значения (5 коэффициент шума линейного четырехполюсника; минимальный коэффициент шума линейного четырех-р полюсника, реализуемый при оптимальной проводимости генератора (,; коэффициент шума линейного четырехполюсни-5 ка, реализуемый при оптимальной реактивной проводимости генератора Во1 .коэффициент шума линейного четырехполюсника, реализуемый при оптимальной активной проводимости генератоРа бо

25 коэффициент шума линейного четырехполюсника, реализуемый в измерительном тракте передачи с волновой проводимостью равной выходной проводимости генератора шума; шумовое число, частично указывающее на сте35 пень отличия оптимальной проводимости генератора Уо, при которой реализуется минимальный коэффициент шума линейного четырехполюсника F „;„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 генератора Ypl, измеренный в тракте передачи с волновой проводимостью, равной выходной йроводимости генератора шу4 — электрическая длина волны в измерительном тракте передачи и КПЗ; — электрическая длина

КПЗ при его произвольных положениях;

ЛИ вЂ” электрическая длина

КПЗ, соответствующая его бесконечному входному сопротивлению.

Устройство работает следующим образом..

Первоначально измеряют коэффициент шума линейного четырехполюсника Fp npu выведенном согласующем трансформаторе и положении короткозамыкающего поршня (КПЗ), соответствующем его электрической длине Е = /4 (при этом В = О, у - = 6 -).

Согласовывают линейный четырехполюсник по реактивной составляющей проводимости генератора Во с помощью

КПЗ, для чего плавно изменяют его длину до положения Е2, при котором наблюдается минимизация коэффициента шума до величины Fe, Расчет электрической длины реактивной составляющей оптимальной проводимости генератора

Во осуществляют по формуле: е,-е„

В

0 (2)

Подставляя КЗП в положении 02, добиваются минимального коэффициента шума линейного четырехполюсника с помощью перемещения зонда согласующего трансформатора. Фиксируют значеННе П3 п

Зафиксировав положение согласую" щего трансформатора, возвращают КЗП в исходное положение, соответствующее его электрической длине. Измеряют коэффициент шума линейного четырехполюсника Р,, согласованного только по реактивной составляющей Gp оптимальной проводимости генератора Ур (при этом В = О, У =G ).

С помощью согласующего трансформатора вновь добиваются минимального коэффициента шума F ; ä и измеряют модуль его коэффициента отражения от оптимальной проводимости генератора

Реактивную составляющую В оптио мальной проводимости генератора У0

:определяют непосредственно по перемещениям КЗП при измерении коэффици,ента шума F (отсчет значения которо0 го не производят), а активная состав1095112

R =

1- (Г

Использование изобретения позволяет значительно повысить точность

З измерения шумовых параметров линейного четырехполюсника при одновременном сокращении числа измерений.

to I o

Составитель Л. Сорокина

Редактор Н. Швыдкая Техред Ж.Кастелевич Корректор О. Тигор

Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР пп делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3591/28

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, ляющая G оптимальной проводимости генератора Уо и шумовое сопротивление Йш рассчитываются из соотношений: я

5 о IBo 1= р . ш

min o

Таким образом, определяют все четыре шумовые параме гра линейного четырехполюсника 40, ВО, Fm;Ä, Й че" рез три измеренных значения коэффициента шума F>, Fy, Fm,, модуля коэф15 фициента отражения от оптимальной проводимости генератора 1 Г1 и электрическую длину КЗП С, соответствующую коэффициенту шума F@.

Точность определения шумовых пара20 метров линейного четырехполюсника не зависит ни от точности измерений коэффициентов шума Р0, Fg,, Fm,ä, ни от точности начальной калибровки уровня

25 контрольного измерительного приемника, так как их определение относится к разностным измерениям, в чем и заключается их достоинство. Действительно, имея равную систематическую погрешность измерения Д F (включающую

30 в себя как приборную, так и калибровочную погрешность), имеем

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 отражения 1 Г1 от оптимальной проводимости генератора . Измерительные приборы позволяют измерять модуль коэффициента отражения с относительной погрешностью с, не превышающей

2-57. Следовательно, максимальная относительная погрешность определения шумовых параметров линейного четырехполюсника d" не превышает величины d" <с/ /2, т. е. в пределах

1-2,57..