ERAVANT 品名または写真からERAVANTの製品サイトにリンクします。製品から詳細、カタログにリンクします。 ノイズ ソース NOISE SOURCE BASICS AND ERAVANT'S FULL BAND NOISE SOURCE CALIBRATION UNCERTAINTY Category: Product Support Published by: Eravant, 03/06/2019 4:50 pm ノイズ源の基本とERAVANTのフルバンドノイズ源校正の不確かさ Figure 1. The Photo of the W Band Noise Source STZ シリーズのフル導波管バンド ノイズ源は、シリコン IMPATT ダイオード ベースのソリッド ステート ノイズ源です。 これらのノイズ源は、高性能ダイオードと適切な回路設計を実装し、8 つの導波管帯域で 26.5 ～ 170 GHz の周波数範囲で導波管帯域幅全体で極めて平坦な高い ENR を提供します。 標準ノイズ源にはファラデーアイソレータが組み込まれており、ポート VSWR が向上し、より信頼性の高い雑音指数測定が可能になります。 標準ノイズ源の動作電圧範囲は、BNC (F) コネクタ経由で +18 ～ +28 VDC であり、Keysight モデル 8970 または N8975A などの業界標準ノイズ・メータとの即時インターフェース要件を提供します。 さらに、ノイズ源は CW またはパルス AM 動作モードで動作します。 AM 変調モードは、SMA (F) コネクタを介した TTL 制御信号によってトリガーされます。 ファラデーアイソレータを内蔵したWバンド導波路ノイズ源の外形図を図2に示します。 Figure 2. STZ-10-I1, W Band Noise Source Outline ノイズ源の TriggeringPort (メス SMA コネクタ) は、バイアスが適用されているときはいつでも TTL 制御信号を介してノイズ源をオンまたはオフにするために提供されます。 スイッチング周波数は 1 kHz に制限されています。 標準モデルの AM 変調レートは 1 kHz に制限されていますが、カスタム モデルでは最大 1 MHz のより高い変調レートが提供されます。 ノイズ源の電源/トリガ反転スイッチは、バイアスが適用されているときにいつでもノイズ源を手動でオン/オフできるように提供されています。 スイッチが「オン」の位置にある場合、LED ライトが点灯し、ノイズ源がオン (Hot) であることを示します。 DUT の雑音指数はどのようにテストされますか? ミキサー、低雑音アンプ、または受信機の雑音指数をテストするには、「Y-Factor」方法が一般的に使用されます。 これらのデバイスの出力ノイズ電力は、入力ポートが既知の「ホット」または既知の「コールド」温度終端で終端されたときに測定されます。 被測定デバイス (DUT) の雑音指数は、次の式で計算できます。 ここで、「Phot」と「Pcold」は、入力がそれぞれ「ホット」と「コールド」終端で終端されている場合の DUT の出力電力です。 The Y-Factor = Phot / Pcold STZ シリーズのフル導波管帯域ノイズ源は、既知の ENR でノイズ源を「オン」と「オフ」に切り替えることにより、「ホット」または「コールド」温度終端として使用されます。 これに基づいて、DUT の雑音指数は次の式で求めることができます。 NF = ENR –10 Log (Y-1) (dB) ノイズ源はどのように校正されましたか?また不確かさはどのくらいですか? 雑音指数測定の主な不確実性は、雑音源の ENR です。 STZシリーズのノイズ源に使用される校正方法は次のとおりです。 1 「ホット」マッチング終端 (295K) と「コールド」液体マッチング終端 (77K) を使用して、基準として受信機雑音指数 (NFReceiver) を校正します。 2 次に、既知の雑音指数受信機を使用してノイズ源を「オン」と「オフ」に切り替えて校正し、ENR ノイズ源を取得します。 3 上記の手順を 3 回繰り返して、NFreceiver と ENRnoise ソースの 3 つの独立したセットを取得し、不確実性を除去します。 以下の代表的なグラフから、ノイズ源の ENR の不確かさを取得できます。 W バンドのノイズ源の場合、不確かさは約 1 dB です。 Figure 3. The ENR Obtained from the Noise Figure Measurement of the Receiver どのくらいの頻度でノイズ源を校正することをお勧めしますか? ノイズ源はテスト基準です。 ENR 値の精度は、DUT の雑音指数に直接影響します。 ノイズ源の ENR が常に校正済み標準の許容範囲内にあることを確認することが重要です。 したがって、既知の雑音指数低雑音アンプなどの基準ユニットを確立し、維持し、雑音源 ENR の精度を定期的にチェックするために使用することをお勧めします。 このような既知の雑音指数デバイスは、雑音源を新たに受信したときに作成できます。 テストラボ環境など、通常の摩耗が生じる環境では、毎年校正することをお勧めします。 より広範な使用シナリオまたはより軽い使用シナリオの場合、校正はそれぞれ 6 か月ごと、2 年ごとなど、短期間または長期間にわたって実行できます。 Eravantのノイズ源は非常に高いミリ波周波数で動作するため、世界中の業界の校正施設は非常に限られています。 したがって、Eravant 騒音源の校正は、Eravant または Eravant が承認した施設によって実行される必要があります。 HOW TO USE THE SPECTRUM ANALYZER AND A NOISE SOURCE TO MEASURE NOISE FIGURE Category: Testing Published by: Eravant, 04/09/2019 1:29 pm スペクトラム アナライザとノイズ源を使用して雑音指数を測定する方法 雑音指数は、多くの RF アプリケーションにおいて重要なパラメータです。 定義によれば、雑音指数 (NF) は、信号経路内のコンポーネントによって引き起こされる信号対雑音比 (SNR) の劣化の測定値です。 アンプやラジオ受信機の性能を特定できる数値です。 値が低いほど、パフォーマンスは高くなります。 例として、雑音指数が 3 dB の DUT (Device Under Test) は、システムが 290 K に保たれると信号の SNR を 3 dB 劣化させます。 雑音指数測定を実行するにはいくつかの方法があり、アプリケーションごとに異なります。 アプリケーションによっては、ゲインが高く雑音指数が低く、ゲインが低く雑音指数が高いアプリケーション (ミキサー)、ゲインが非常に高く雑音指数が広範囲にわたるアプリケーション (受信機システム) もあります。 測定方法は慎重に選択する必要があります。 このブログでは、「Y-factor 法」をベースとしたノイズ源/スペクトラム アナライザに焦点を当てます。 多くの場合、適切な雑音指数計を見つけることが不可能な場合があり、このような状況では、広く入手可能なスペクトラム アナライザを使用して雑音指数を測定する方法を知ることが重要です。 Y ファクター法は雑音指数を測定する一般的な方法であり、多くの場合、専用の雑音指数計と同等の精度であると受け入れられています。 これには、正確な ENR (過剰雑音比) データを持つノイズ源と、高ゲイン感度の受信機としてのスペクトラム アナライザが必要です。 セットアップを図 1 に示します。 Figure. 1 Y-factor Method Measurement Setup I DUT の動作周波数がスペクトラム アナライザの上限を超えている場合は、図 2 に示すように、DUT の後にミキサーと LO 基準ソースを挿入して周波数を下げることができます。 Figure 2. Y-factor Method Measurement Setup II Eravant が提供するノイズ源は、+18 ～ +28 VDC の DC 電圧供給を必要とし、導波路帯域全体をカバーします。 各ノイズ源には独自の個性、つまり専用の ENR テーブルがあります。 以下は、2 つの異なるモデルで大きく異なる ENR を示す ENR テーブルの例です。 Table 1. Example of ENR of Noise Heads ノイズ源を「オン」および「オフ」にする（DC電圧をオンおよびオフにすることによって）ことにより、DUTのノイズ電力密度差（Yファクター）である出力をスペクトラムアナライザで測定できます。 雑音指数を計算する式は次のとおりです。 ノイズ源の ENR がわかっている場合は、ノイズ指数を取得できます。 Y ファクター法を使用した推奨測定手順を以下に示します。 1 DC 電源とスペクトラム アナライザの電源をオンにします。 電源で、DUT (この例ではアンプ) とノイズ源 (SAGE ミリ波標準 STZ ノイズ ソース ファミリの場合は +28 VDC) の電圧と電流の制限を設定します。 2 スペクトラム アナライザで、測定を実行する中心周波数を選択します。 中心周波数をノイズ源とアンプの両方の周波数範囲内の値に設定します。 より高い周波数の場合は、測定セットアップ II を使用します。 3 スペクトラム アナライザで適切な平均化を設定します。 4 注: 平均ボタンは、スペクトラム アナライザでのノイズ測定に不可欠です。 平均化を行わないと、電力測定値は頻繁に変化し、正確なデータを表すことができなくなります。 平均に使用されるポイントが多いほど、精度が高くなります。 ただし、ポイントが増えると、より多くの時間がかかります。 ユーザーは、適切な精度と時間の間のバランスを見つける必要があります。 1 回目と 2 回目の測定の間の分解能帯域幅 (RBW) やスパンを変更しないでください。 これにより、不正確な結果が生じます。 5 「コールド」状態としてノイズ源をオフにしたまま、アンプの DC バイアスをオンにします。 スペクトラム アナライザの読み取り値は、アンプのノイズ フロアが増加するため増加するはずです。 6 データの平均を実行し、すべてのポイントが収集されたら値を記録します。 7 ノイズ源の DC 電源を「ホット」状態としてオンにします。 スペクトラム アナライザの読み取り値が高くなります。 8 2 回目の平均を実行し、数値を記録します。 最初の測定と 2 番目の測定の差を dB 単位で計算します。 これが Y ファクターです。 9 Y ファクター測定が実行された周波数の ENR 値を調べます。 ENR と Y 係数の値を上記の方程式に入力して、雑音指数を求めます。
