Устройство для измерения коэффициента шума Советский патент 1987 года по МПК G01R29/26 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров активных устройств, в частности усилителей и усилительно-преобразовательных устройств.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет снижения флуктуационной погрешности измерения и повышение чувствительности устройства при измерении узкополосных устройств.

На чертеже приведена структурная схема устройства для измерения коэффициента шума.

Устройство содержит генератор 1 шума, источник 2 питания генератора шума, смеситель 3, полосовой фильтр 4, дополнительный генератор 5 шума, источник 6 питания дополнительного генератора шума, измерительный приемник 7. Измерительньш приемник имеет

12

Шумовая мощность с генератора 1 шума подается на вход исследуемого объекта 17, питание которого осущест вляется от источника 16 питания. Генератор 1 шума модулируется по цепи питания путем модуляции источника 2 питания модулирующим напряжением от измерит1вльного приемника 7. Вследствие этого на сигнальный вход смесителя 3 устройства поочередно подаются две составляющие, суммарные шумы измеряемого устройства и генератора 1 шума и только шумы измеряемого устройства. На гетеродинньй вход смесителя 3 подается такясе шумовой 20 сигнал, генерируемый дополнительным генератором 5 шума. Полоса этого шумового сигнала на гетеродинном смесителя 3 определяется полосой

30

35

40

пределителя 11, усилителя 12 канала числителя, измерительного прибора 13, канала 14 знаменателя и генератора 15 модулирующих напряжений.

В состав устройства при необходимости может входить источник 16 питания исследуемого объекта 17. I

Выход источника 2 питания генератора 1 шума соединен с входом питания генератора 1 шума, к выходу которого подключается вход исследуемого объекта 17. При этом для улучшения согласования выхода генератора 1 шума со входом исследуемого объекта между ними могут включаться развязывающие устройства (аттенюатор, вентиль) и согласующее устройство - трансформатор полных сопротивлений. Выход источника 6 питания дополнительного генератора шума соединен с входом по питанию дополнительного генератора шума 5, выход которого подключен ко входу полосового фильтра 4. При недостаточной выходной мощности дополнительного генератора 5 шума в качестве полосового фильтра 4 может использоваться избирательный полосовой

на гетеродинном входе смесителя 3, т.е. частота полосового фильтра 4,

в своем составе усилитель 8 промежуточной частоты, квадратичный детектор фильтра 4, Частота шумового сигнала 9, а также измеритель отношения в составе управляемого усилителя 10, расопределяется как разность или сумма частот входного сигнала измерительного приемника 7 и выходного сигнала исследуемого объекта 17. Например, при частоте выходного сигнала измеряемого устройства, равной 17 МГц, и частоте входного сигнала измерительного приемника 5 МГц при полюсе 2 МГц можно использовать по50

лосовой фильтр в диапазоне частот 11-13 МГц или 21-33 МГц. Уровень шумового сигнала на гетеродинном входе смесителя 3 должен превьш1ать максимально возможный уровень шумового сигнала на сигнальном входе смесителя.

Преобразованный по частоте шумовой сигнал с выхода смесителя 3 подается на вход измерительного приемника 7, где он обрабатывается и на основе сравнения шумовых сигналов измеряемого изделия и генератора шума 1 вьщеляется сигнал, пропорциональный шуму измеряемого изделия, который и отсчитывается по прибору измерительного приемника 7. При этом

усилитель. Выход полосового фильтра 4 с по известной мощности шумового сиг- соединен с гетеродинным входом смеси- нала генератора шума 1 производится теля 3, выход которого подключен ко калибровка измерительного приемника, входу измерительного приемника 7. Вы- в результате чего в режиме измере- ход измерительного приемника подклю- ния показания прибора измерительно

Ш

2902092

чен к управляющему входу источника питания 2 генератора 1 шума.

Устройство работает следующим образом.

Шумовая мощность с генератора 1 шума подается на вход исследуемого объекта 17, питание которого осуществляется от источника 16 питания. Генератор 1 шума модулируется по цепи питания путем модуляции источника 2 питания модулирующим напряжением от измерит1вльного приемника 7. Вследствие этого на сигнальный вход смесителя 3 устройства поочередно подаются две составляющие, суммарные шумы измеряемого устройства и генератора 1 шума и только шумы измеряемого устройства. На гетеродинньй вход смесителя 3 подается такясе шумовой 20 сигнал, генерируемый дополнительным генератором 5 шума. Полоса этого шумового сигнала на гетеродинном смесителя 3 определяется полосой

15

фильтра 4, Частота шумового сигнала на гетеродинном входе смесителя 3, т.е. частота полосового фильтра 4,

фильтра 4, Частота шумового сигнала

0

0

лосовой фильтр в диапазоне частот 11-13 МГц или 21-33 МГц. Уровень шумового сигнала на гетеродинном входе смесителя 3 должен превьш1ать максимально возможный уровень шумового сигнала на сигнальном входе смесителя.

Преобразованный по частоте шумовой сигнал с выхода смесителя 3 подается на вход измерительного приемника 7, где он обрабатывается и на основе сравнения шумовых сигналов измеряемого изделия и генератора шума 1 вьщеляется сигнал, пропорциональный шуму измеряемого изделия, который и отсчитывается по прибору измерительного приемника 7. При этом

31

го приемника равны коэффициенту шума измеряемого устройства.

Коэффициент шума измеряемого устройства может измеряться также и методом двух отсчетов. При этом в режиме калибровки генератор 1 шума работает в непрерывном режиме и показания прибора измерительного прием-- ника устанавливаются равными любому удобному значению оС, . Эти показания пропорциональны сумме шумов генератора шума 1 и исследуемого объекта 17, В режиме измерения генератор шума 1 выключается и фиксируются показания 06 пропорциональные шумам ис иследуемого объекта 17, Шумы измеряемого устройства определяются по фор муле

F

uL,

oi,-t

N

де F - коэффициент шума исследуемого объектаJ ОС, - показания измерительного приемника при включенном генераторе шума 1,

- показания измерительного приемника при выключенном генераторе шума 1J

N - спектральная плотность мощности шума генератора шума 1 на частоте измерения по входСоставитель Н,Михалев Редактор Н,Горват Техред А.Кравчук Корректор С.Черни

Заказ 7895/41 Тираж 751Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

902094

ному сигналу измеряемого изделия .

Формула изобретения

5 Устройство для измерения коэффици- ента шума, содержащее измерительньй приемник, выход которого соединен с управляющим входом источника питания генератора шума, выход которого подfO ключен к входу питания генератора шума, выход которого соединен с первой

клеммой для подключения исследуемого объекта, смеситель, выход которого соединен с входом измерительного при- J5 емника, а вход - с другой клеммой для подключения исследуемого объекта,о т- личающееся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет снижения флуктуационной погрешности измерения и повьшения чувствительности устройства при измерении узкополосных устройств, в него введены дополнительный генератор шу20

ма, источник питания дополнительного генератора шума и полосовой фильтр, при этом выход источника питания дополнительного генератора шума соединен с входом питания дополнительного генератора шума, выход которого соединен с входом полосового фильтра, выход которого подключен к гетеродинному входу смесителя.

. Изобретение может быть использовано для измерения параметров активных устройств, например усилителей и усилительно-преобразовательных устройств. Цель изобретения - повышение точности измерения достигается за счет снижения флуктуационных погрешностей измерений и повышения чувствительности устройства при измерении узкополосных устройств. Для этого в устройство дополнительно введены генератор 5 шума, источник 6 питания дополнительного генератора шума и полосовой фильтр 4. Устройство также содержит генератор 1 шума с источником 2 питания, смеситель 3, измерительный приемник 7, в состав которого входят усилитель 8 промежуточной частоты, квадратичный детектор 9, управляемый усилитель 10, распределитель 11, усилитель 12 канала числителя, измерительный прибор 13 канала 14 знаменателя, генератор 15 модулирующих напряжений. В,состав устройства может также входить источник 16 питания исследуемого объекта 17. 1 ил. а (Л го со