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Noisecom噪声源的测量应用
来源: | 作者:Measitek | 发布时间: 392天前 | 883 次浏览 | 分享到:
白噪声的两个基本应用是信号干扰/损伤和参考水平的比较。信号干扰/损伤又分为两类:原信号干扰和通信信号损伤。原信号干扰是用于干扰通信信号目的的高功率宽带噪声,宽带通信信号的干扰噪声,通信信号损伤是用逐渐变化的信噪比(SNR)来测量接收网络的抗干扰可靠性,这种类型的损伤用于同轴电缆和无线传输设备的应用。

噪声应用

      白噪声的两个基本应用是信号干扰/损伤和参考水平的比较。信号干扰/损伤又分为两类:原信号干扰和通信信号损伤。原信号干扰是用于干扰通信信号目的的高功率宽带噪声,宽带通信信号的干扰噪声,通信信号损伤是用逐渐变化的信噪比(SNR)来测量接收网络的抗干扰可靠性,这种类型的损伤用于同轴电缆和无线传输设备的应用。在PCI,SATA,或10GBE领域的数字设计工程师通常把这种同轴损伤称为"抖动"或Rj。而在有关WiMAX,WCDMA,CDMA2000或LTE领域的无线射频工程师称它为Eb/No或C/N这,二种对噪声的需求相类似是相同的。

       关于参考电平相比,具有平坦宽频谱的校准的噪声源与测试仪器的底噪进行比较。典型的应用是频谱分析仪,但任何需要绝对底噪的装置都可以用此方法。设计工程师使用同样的噪声信号来计算噪声系数(NF)和放大器的增益,成本相对低于用精确的扫描正弦波发生器。


噪声来源

       由于我们周围环境的温度自然产生以及从所有类型的物质产生噪声.热噪声功率非常低,通常室温(17℃)下-174dBm或几个纳伏的电压。尽管这些电平 对无线电(radio)天文学家和物理学家可用,但Noisecom其他大多数客户要求更高的功率来满足各种应用.更高功率模拟高斯白噪声简易源是一个反向偏置二极管(图一)。由于半导体物质中的电子-空穴对的量子特性,产生的真正的随机噪声信号电平一般是高于-174dBm温度热底噪约25到30dB。这些功率电平现在可以用射频和微波设备测量到,如频谱仪或矢量网络分析仪VNA)。功率必须增加额外的40到50dB用于示波器或误码率测试(BERT)。


                                                                                          图一

我们将提供什么类型的噪声

       我们生产的设备可以输出模拟高斯白噪声和数字伪随机噪声。包含反向偏置二极管的简易电路(图一)将产生在宽带内具有平坦的频率响应曲线的白噪声信号(图三)并且在时域的高斯振幅分布(图3高达105GHz)这,种噪音的主要特点是其真正的随机性质和非常宽的带宽(BW)。 

       

                                                  图二                                                                                     图三                              

如何控制噪声

     大多数的噪声源设计为有固定输出功率电平以及可控的高精度衰减器或滤波器。精确的衰减器基于带宽,最大输出功率和平坦度来配置。典型的指标为dBm和10的倍数100,10,1和0.1为可选步进。过滤器可以切换到信号路径来产生特定噪声特性和通常是单极或双极,低通,高通,带通或带阻。

 

Noisecom可以提供的产品

       Noisecom组件包括二极管,校准和放大模块,内置测试PC板组件(通孔或表面贴装)。这种二极管可用在多种封装类型以适用不同电路板的要求和频率范围从音频到微波波段高达105GHz(图5)。校准噪声模块有多种不同的封装并且带宽从几KHz到105GHz。它们具有低功率,平坦频带配有同轴或波导连接器。它们要求有两个导线(Wire)或BNC电压输入(图6)。NC1000A放大模块有三种标准形式因素,同时可定制用于特殊的应用。它们同样要求两个导线(wire)功率输入和同轴输出连接器(SMA典型)。输出功率高达+13dBm和10GHz的频率范围。

      Noisecom可编程仪器包括通用的,精密信噪比的噪声发生器。NC6000A手动系列仪器是设计用于直接连接被测品,操作简便。输出功率到+30dBm,带宽到40GHz并有可选的不同连接头,滤波器和合路器(图7)。Noisecom7000B程控系列包括UFX和J系列,它们有彩色触摸屏用户界面并配有标准的以太网程控接口。多种选件包括有多个源,多个过滤器路径,信号输入合路器和扩展输出,功率输出高达+30dBm和可用带宽为40GHz(图8)。UFX-EbNo系列是高精密的信噪比发生器并内置了一个功率表。测量输入的用户信号并合路已确定的信噪比适量的噪声,输出的信噪比可在+5dBm至-55dBm范围进行调节,精度为0.2dB(RSS)并且带宽高达40GHz(图9)。




 

在购买一个噪声方案之前需要了解什么?

 

选择应用

噪声信号要求:

  • 期望的噪声频段?

  • 期望的输出功率?

  • 什么类型?

    • 组件:二极管

    • 模块:校准的或放大的

    • 仪器:手动的或可编程的

 

有用的公式用于确定噪声参数

 

如果噪声带宽是1MHz到2MHz,期望功率谱密度(PSD)=-90dBm/Hz, 那么dBm总功率是多少?

  • 总功率=功率谱密度 + 10log(带宽)dBm=dBm/Hz+10log(BW)

  • 总功率(dBm)=-90dBm/Hz+10log(2e9Hz)

  • 总功率(dBm)=-90 + 93 = 3dBm

 

如果模块需要-130dBm/Hz的噪声谱密度,那么超噪比(ENR)是多少?

  • PSD (dBm/Hz) = - 174 dBm / Hz + ENR

  • ENR (dB) = 174 dBm / Hz – PSD (dBm / Hz)

  • ENR (dB) = 174 dBm / Hz – 130 dBm / Hz

  • ENR (dB) = 44 dB