Noisecom 的 NC346 和 NC5000 系列设计用于与HP8970噪声系数仪或类似于SignalHound SM200B、SM435B的信号分析仪一起使用。
仪表范围内 RF 频率的首选设置如下图 1 所示。添加隔离器和 LNA 是为了降低测量不确定性。
隔离器可降低 DUT 和测试装置之间的反射功率。LNA 降低了测试装置的噪声系数。对于宽带情况,隔离器可以替换为大约 6 至 10 dB 的低 VSWR 衰减器。
首先,在没有 DUT(被测设备)的情况下在待测频率下校准测试设置。然后,将DUT 连接到噪声源后面以进行噪声系数测量。
对于 HP8970:
1. 打开 HP8970 并等待几秒钟进行通电检查。然后按“预设”按钮。
HP8970 应在 30 MHz 下测量并显示其自身的噪声系数。
2. 按“ENR”按钮。仪表将显示要输入 ENR 的频率。
从噪声源后面输入 ENR,然后按“ENTER”。以这种方式继续,直到输入整个表。按“频率”退出该模式。
3. 要校准设置,请连接校准路径,如图 1 所示。
按“PRESET”将仪表置于已知状态。然后按“START FREQ”输入起始频率,频率以 MHz 为单位,然后按“ENTER”。然后按“STOP FREQ”输入停止频率,频率以 MHz 为单位,然后按“ENTER”。然后按“STEP SIZE”输入步长,步长以 MHz 为单位,“ENTER”。然后按“校准”。按“噪声系数和增益”测量设置的校正增益和噪声系数。这应该接近于 0。
4. 要对 DUT 进行校正测量,请将噪声源的输出连接到 DUT 的输入,并将 DUT 的输出连接到测试设置的输入,如图 1 所示。按“FREQUENCY”,输入以 MHz 为单位的频率,然后按“ENTER”。仪表将显示校正后的噪声系数和增益。
图 1. 射频测量
对于输出微波频率高于仪表范围的设备的 NF 测量,需要下变频。
下面的图 2 详细介绍了首选设置:
校准设置和测量噪声系数的步骤与 RF 情况几乎相同。
如果可以使用 GPIB 或 HP-IB 远程控制 LO,则对于扫频 LO、双边带测量,可以将微波频率直接输入噪声系数计。请参阅仪表手册。
可以将可选的带通或低通滤波器添加到 LO 信号路径中,以抑制杂散和谐波输出。
另一个可选的 BPF 显示在仪表前。由于进一步的频率转换发生在仪表内部,因此该滤波器通过抑制带外杂散信号和谐波信号来提高精度,否则这些信号可能会出现在测量带宽中。
图 2. 微波测量的下变频
良好的噪声源如何改善噪声系数测量
对测量精度最重要的贡献之一是噪声源输出和与其连接的设备(DUT 或测试设置)之间的良好匹配(低 VSWR)。
测量期间,少量噪声功率会反映在 DUT 输入(或测试设置)处(参见图 3)。
其中一些反射功率以不可预测的相位再次在噪声源输出处反射,从而以不确定的方式改变了信号的测量功率。对于校准设置和测量设置之间的不匹配差异也是如此。
图 3. 噪声系数测量期间的反射功率
噪声源从“ON”状态到“OFF”状态的最小失配变化是测量精度的另一个关键。
噪声源的 ENR 在室温下相对于 50 Ω 终端进行校准。如果噪声源在打开时改变阻抗,则 DUT 会看到与针对噪声源校准的不同的过量噪声。这会导致与上述相同的反射和再反射功率情况。
仪表使用噪声源 ENR 校准以及测量数据来计算噪声系数。因此,噪声系数值的精度取决于噪声源校准的精度。