■ <4>
Коэффициент шума устройств измеряют прямопоказы- вающим ИКШ, принцип действия которого основан на измерении Y-фактора, с последующим автоматическим расчетом измеряемого параметра по формуле
/г = 2. ^иошс — 1 (5)
ш А», —к? ’ ’
ai
где Pi — сигнал на входе отсчетного устройства ИОШС при включенном генераторе шума;
ai—сигнал на входе отсчетного устройства ИОШС при выключенном генераторе шума;
Y-фактор — отношение сигналов на входе отсчетного устройства ИОШС при включенном и выключенном генераторе
V
шума, отн. ед., т. е. У =-^ •
Коэффициент шума устройств определяют методом двух отсчетов по предварительным измерениям Y-фактора с последующим расчетом коэффициента шума по формуле
„ Gt Кшиошс 1
у—1 Кр ' *' ' где G] — СПМШ генератора шума, отн. ед.
Коэффициент шума устройств при использовании для отсчетов Y-фактора прецизионного аттенюатора, установленного на выходе устройства, определяют по формуле (6).
Если прецизионный аттенюатор отградуирован в децибелах, то .значение Y-фактора рассчитывают по формуле
К=10°'1Л , (7)
где А—изменение ослабления аттенюатора при условии одинакового показания ИОШС при включённом и выключенном генерато ре шума (или при поочередном подсоединении генераторов шума с температурами Т2 и Ті), дБ.
Если на результат измерения коэффициента шума устройства ■существенно влияют шумы ИОШС (т. е. составляющая Ши^щс—
Др
в формуле (6) сравнима с коэффициентом шума системы «устройство—ИОШС»), то необходимо принять меры по сохранению лредварительно определенного значения ^шйошсПРИ подсоединении на вход ИОШС устройства. Для этого вход ИОШС необходимо снабдить развязывающим элементом или ТПС. ТПС дол- окен быть настроен на режим согласования, указанный в технических условиях на устройство конкретного типа.
Коэффициент шума устройств определяют методом удвоения — разновидностью метода двух отсчетов.
Метод удвоения применяют при:
отсутствии ИКШ с необходимым диапазоном частот;
необходимости измерения коэффициента шума, намного меньшего значения G;
отсутствии ИОШС с удовлетворительной линейностью в заданном динамическом диапазоне;
необходимости использования в качестве РЭ в составе генератора шума прецизионного регулируемого аттенюатора (например, шоляризационного);
необходимости использования генератора шума на вакуумном .диоде, не позволяющем производить его модуляцию.
Коэффициент шума определяют по формуле
к- г КшИОШС-1,а
Аш Ррег 5 (О)
тде Gper — СПШМ генератора шума, снабженного регулируемым аттенюатором, отн. ед.
Составной генератор шума должен быть отградуирован для нескольких значений ослабления аттенюатора. На основании полученных результатов должна быть построена градуировочная характеристика составного генератора шума по значению СПМШ в ■относительных единицах.
Для уменьшения погрешности из-за рассогласования составной генератор шума градуируют с введенным начальным ослаблением регулируемого аттенюатора.
Коэффициент шума устройств при использовании генератора шума на вакуумном диоде определяют по формуле (8).
Градуировочная характеристика твердотельного генератора шума или генератора шума на вакуумном диоде в зависимости от значения силы тока должна быть построена по результатам его- градуировки по уровню СПМШ.
Определение эквивалентной шумовой температуры входа усилительных и приемных устройств Твэ
Эквивалентная шумовая температура связана с коэффициентом; шума следующим соотношением
. (9>
1о
Для определения эквивалентной шумовой температуры входа Твэ применяют прямопоказывающий ИКШ, принцип действия которого* основан на измерении Y-фактора с последующим автоматическим рассчитыванием измеряемого параметра по формуле
(
U ^_иошс_.Лт0-Тн , (10>
— _ 1 I
“1Д J
где б1д—относительная избыточная СПМШ промодулированного- дополнительного генератора шума, измеренная на выходе НГШ, отн. ед.;
р1д —сигнал на входе отсчетного устройства ИОШС при включенном дополнительном генераторе шума;
(Х1Д —сигнал на входе отсчетного устройства ИОШС при выключенном дополнительном генераторе шума;
Т„ —шумовая температура на выходе НГШ, К.
Эквивалентную шумовую температуру входа устройств; при использовании НГШ проходного типа и ИКШ с противофазной модуляцией рассчитывают -по формуле
(
Сд₽^- )т0-Тн, (11>
где Од —относительная избыточная СПМШ промодулированного- дополнительного генератора шума, измеренная на выходе- НГШ, отн. ед.;
р2д — сигнал на входе отсчетного устройства ИОШС при включенном дополнительном генераторе шума;а2д — сигнал на входе отсчетного устройства при выключенном дополнительном генераторе шума'.
При измерении ЭШТВ устройств с малым усилением составля- ^Шиошс 1
ющая может быть приведена к нулю компенсацией соб-
Др
ственных шумов ИОШС до показания по его шкале, равного единице.
Значение ЭШТВ устройства рассчитывают по формуле
Лэ=Сд^Т0-Тн=/шсТ0-Т11 , (12)
где tще — относительная шумовая температура системы НГШ — измеряемое устройство, измеряемая прямопоказывающим ИКШ при условии предварительной калибровки шкалы ИКШ, т. е. при выполнении условия Р2д=бд, по фор
муле
/ Тн + Увэ
*ше т • Ц4)
‘ о
При измерении ЭШТВ, если используют промодулирован- ный дополнительный генератор шума с температурой Ггш. который отградуирован в единицах относительной избыточной СПМШ бДн относительно шумовой температуры НГШ (Т„) в соответствии с формулой
С
(U)
при ис- Тн, опре-
, _Тгш —'-'Дн 7 >
1н
то реальный коэффициент шума устройства, получаемый пользовании НГШ с конкретной шумовой температурой деляют по формуле
Т’н + Т’вэ <?дна3д ^ш^И0ШС 1 /1С
А ИТ тг r? , V 1 )
Р hi РЗд Ар
где Кшриошс — реальный коэффициент шума ИОШС, измеренный
при использовании НГШ, отн. ед., по формуле
К-шр
ИОШС
Тн+Твэиошс ,
(16)
где Твэиошс —эквивалентная шумовая температура входа ИОШС, К.
Эквивалентную шумовую температуру входа устройства рассчитывают по формуле
Лэ=(ЛШр-1)Тн . (17)
Стандартный коэффициент шума рассчитывают по формуле
^Ш=1+(КШ-1)^=Г,ГРЭ- ■ (18)
н * Q і 0Эквивалентную шумовую температуру входа устройств определяют методом двух отсчетов по формуле
Т
(19>
2—Yr 1 7вЭИОШС“Ў-І К~Р
где Ті — шумовая температура НГШ, К;
Т2— шумовая температура согласованной нагрузки при температуре, близкой к То, К-
Эквивалентную шумовую температуру входа устройств; при использовании для отсчета Y-фактора прецизионного аттенюатора, установленного на выходе устройства, определяют по формуле
Если прецизионный аттенюатор отградуирован в децибелах, то значение Y-фактора вычисляют по формуле
Y = 1OO,1(A-A) , (21 >
где Д2— ослабление, вносимое аттенюатором при подсоединении ко входу устройства согласованной нагрузки с температурой Т2, близкой к То;
Лі—ослабление, вносимое аттенюатором при подсоединении ко входу устройства НГШ с температурой Ті.
Поскольку отсчитывание по шкале аттенюатора выполняют при одинаковом уровне сигнала, подаваемом на ИОШС, требование к линейности шкалы последнего не предъявляют.
Коэффициент шума малошумящих устройств необходимо» определять с учетом возможного отличия температуры согласованной нагрузки Tj от температуры То.
Результаты измерений коэффициента шума, полученные прямым измерением при помощи ИКШ, использующих принцип поочередной или противофазной модуляции генератора шума и измерительного канала ИКШ, корректируют по формуле
Кш=Кш- (11-1 1 , (22>
где — показание ИКШ, полученное при условии Т'хфТъ.
Значение коэффициента шума, определенное методом двух отсчетов, в том числе при помощи ИКШ, принцип действия которого основан на автоматизированном способе двух отсчетов, корректируют по формуле
(23> где Кщ — коэффициент шума устройства, измеренный при условии Т; #=То- Значение Y-фактора рассчитывают по формуле
G
(24)
+КщС
Если в ИОШС предусмотрена система коррекции результатов измерения, то по формулам (22) и (23) контролируют правильность ее функционирования при условии Т[У=Т0.
Если проходные элементы составного генератора шума имеют температуру, отличную от температуры согласованной нагрузки (например за счет разогрева газоразрядного генератора шума), то шумовую температуру Т ( рассчитывают по формуле
Т-- т‘ , <«,Тш-1)гТш , ,
^ГШ^РЭ ^ПС ЛГвг1иЛГрэ^ТПС ^РЭ^ТПС
(
(25)
^тпс- 1) ^тпсгде Т2— температура согласованной нагрузки, К;
Твгш — температура промодулированного (или выключенного для получения второго отсчета при измерениях методом двух отсчетов) газоразрядного генератора шума, К:
Трэ — температура развязывающего элемента, К;
Ттпс — температура ТПС, К;
Твгш— коэффициент потерь выключенного генератора шума;
N рэ—коэффициент потерь развязывающего элемента;
Л^тпс — коэффициент, потерь ТПС.
Для исключения дополнительных ошибок измерения при использовании двухполосного ИОШС, принимающего как основной канал, так и зеркальный, необходимо убедиться в том, что коэффициент шума или ЭШТВ устройства не изменяется или изменяется в пренебрежимо малых пределах в области частот, занимаемой обоими каналами. Результаты измерения могут быть проверены непосредственным измерением параметра в каждой из полос с включением на выходе усилительного устройства фильтра зеркального канала и последующим сравнением результатов измерений.
Для измерения коэффициента шума устройств К,а, имеющих на входе смеситель и предназначенных для приема в одной полосе, используют составной генератор шума, содержащий фильтр зеркального канала и развязывающий элемент.
Если измеряют коэффициент шума приемного устройства, имеющего на входе смеситель, без применения фильтра зеркального канала в составе ГШ, то на стенде будет измерен коэффициент шума Кш,, приблизительно равный половине Дш,. Коэффициент шума Кш, характеризует приемные устройства, предназначенные для приема в двух полосах.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ
Расчет погрешности измерения коэффици- енташума
Погрешность измерения коэффициента шума ИКШ, принцип действия которого основан на поочередной или противофазной модуляции генератора шума и измерительного канала ИКШ, рассчитывают по формуле
л;..+ч„+^ш+ч„+2.1^+ (^у+ч. • <2в>
где Димп—погрешность автоматического (импульсного) режима ИКШ, %, определяемая по формуле
Кш—Кш
Димп= к * 100 , (27)
где к Ш — коэффициент шума, полученный методом прямого измерения;
Кшк — коэффициент шума, полученный в контрольном режиме измерения, т. е. методом двух отсчетов;
Днел— погрешность из-за нелинейности ИОШС;
бнел — погрешность метода поверки при определении Днел . % ; бгш—погрешность градуировки генератора шума, %;
димп-погрешность метода поверки при определении Димп, %; бр —погрешность из-за рассогласования, %;
Д#
погрешность определения потерь в высокочастотном тракте на входе устройства, %, определяемая по формуле
, (28)
где б8 —вариация потерь в ТПС, установленном на выходе составного генератора шума, %;
би — погрешность измерения потерь в ТПС, %;
б н — невоспроизводимость потерь в разъеме (фланце) на выходе составного генератора шума, %;
бел — случайная погрешность измерения, %.
Погрешность измерения коэффициента шума прямопока- зывающим ИКШ, принцип действия которого основан на измере- ?іии Y-фактора с последующим автоматическим расчетом измеряемого параметра, рассчитывают по формуле
f / лма
Л^.л+Л^„+гггш+8и+2.12!гр+ Т +2'- (29)
<1 /
где А — весовой коэффициент составляющих Дяел и 6нел, определяемый по формуле ■
. (30)
Погрешность измерения коэффициента шума методом двух отсчетов рассчитывают по формуле