Измерение коэфициента шума МШУ на 23см???

[RX3DR Александр]

Встал вопрос ,как в домашних условиях организовать замер ,какими простыми(помечу это!),но проверенными методами.Кинулся на аппаратуру для данной цели ,но даже не хочу говорить о ценах как импортых приборов так и наших.Все по тому ,что не на продажу и не каждый день я  делаю МШУ.Хотя при наличии можно было бы проверить не один МШУ предложеный разными радиолюбителями и выбрать для себя приемлемый вариант.
Хотел получить конструктивные ответы по данной теме.Думаю многих интересует этот вопрос ,но они молчат. Да подымались подобные вопросы ,но не было конкретных решений и методов изготовления (как например описывает RW1AW про параболы ).Много описаловки и все,нет конструктива с описанием  ньюансов измерения и наладки! Вопрос встал при изготовлении МШУ на 23см .Много разных предложений слышал,но хочется  получить ответы с подробными объяснениями как изготовить приборчик и узнать различные методы проведения замеров на этом диапазоне.Интересен метод по шуму холодного неба и 50-ти омному резистору.То есть переключение между ними.А может есть еще более точные и простые методы.Только не хочется простой полемики по данному вопросу!Не имея таких приборчиков трудно двигаться дальше в гору ,а хочется!
Александр

[ur5lx]

На 23 очень просто. Отношение земля/небо.
4 дб нормально
5      хорошо
6     оч. хор
7     отлично 
В комнате пол/форточка тоже пойдет.
73!Сергей

[RX3DR Александр]

На 23 очень просто. Отношение земля/небо.
4 дб нормально
5      хорошо
6     оч. хор
7     отлично 
В комнате пол/форточка тоже пойдет.

Сергей спасибо за метод ,отметил для себя ,но наверное можно для него изготовить не большую ягу и прямо из окна пробовать.

[RW3BP]

Правильное измерение коэффициента шума МШУ это очень сложная техническая задача. Причем чем меньше шумит усилитель, тем сложнее задача. Даже фирменный прибор, стоимостью много десятков тысяч долларов не гарантирует от ошибок. Кого это интересует подробнее можно почитать:

http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5952-3706E.pdf

В свое время по этому поводу была хорошая статья в журнале DUBUS:

http://dpmc.unige.ch/dubus/9004-2.pdf

Для того, чтобы сэкономить страшные тыщи любители делают самодельные приборы, т н SPANFI (Precision Automatic Noise Figer Indicator). Например:

http://www.ok1dfc.com/EME/technic/spanfi/spanfi.htm

Если говорить о простых методах, то конечно самый надежный и доступный способ - это измерение отношения земля/небо. А для всей системы - солнце/небо. Когда в 90х начинал ЕМЕ на СВЧ диапазонах, то все свои усилители настраивал "через форточку". К сожалению в условиях Москвы это становится сделать все труднее и труднее. Как то можно на 3см и на 6см. На 13 см уже все закрыто шумами Wi Fi и проч. На 23см тоже помех много + радары. Даже с параболой отстроиться от этих шумов тяжело, а на голый рупор облучателя просто невозможно.
Реално это выглядело так. Сначала направляешь рупор в небо. Если из окна, то под углом 45 град (выше шумит стена дома, ниже - земля). Делаешь измерение. Затем направляешь рупор вниз и делаешь второе измерение. Считаешь отношение. После этого радуешься, а чаще печалишься.
Для того, чтобы правильнее мерять шум неба желательно сужать лепесток измерительной антенны. На 3см просто берешь рупор побольше. На 23 см такой рупор уже в окно может не пролезть. Может быть действительно лучше применить ягу. Думаю 80...100см удочки хватит.
Лучше всего в качестве шумящей "земли" работают деревья с листочками. Зимой шум заметно падает. Во первых просто температура ниже, а во вторых мерзлая земля уже не является т н "черным телом". Начинает не только поглощать но и отражать. А зеркало как ни грей оно шуметь не будет. Приходится затаскивать антенну в комнату. Здесь свои проблемы. Во первых за счет отражений от стен портится КСВ и соответственно меняеися режим работы усилителя. Лучше антенну направлять не в пол, а в дальний угол. Второе - это дополнительные шумы от компьютера, телевизора и проч. Нужно помахать антенной и найти спокойные направления.

[UA6LGO]

Довольно давно приходилось читать статью, кажется, YU1AW. Мысль там высказывалась следующая: нет особенной нужды знать численное значение коэффициента шума предусилителя. Гораздо важнее достичь его наименьшего значения в данной конструкции. И там была схема совсем простого приборчика. Он состоял из генератора шума на p-n переходе транзистора, аттенюатора, тактового генератора, который то включал, то выключал ГШ и одновременно тактировал фазовый детектор. Был там еще логарифмический усилитель на операционниках и стрелочный прибор. Задача состояла в том, чтобы, ориентируясь на показания прибора, органами настройки усилителя достичь максимально возможного соотношения шумов приемника между состояниями, когда ГШ включен и когда выключен.

[RW3BP]

Насчет того, что нет нужды знать значение коэффициента шума - мысль конечно хорошая. Однако она больше от бессилия, чем от реальной необходимости. Конечно точные абсолютные измерения это задача следующего уровня сложности. Прежде, чем к нему переходить надо уметь делать надежные относительные измерения. К сожалению простенький прибор не позволяет даже это делать. Он позволяет настраивать МШУ среднего качества с коэффициентом шума около 1дБ. Если же надо мерять 0.2 - 0.3дБ то здесь уже с простеньким прибором не прорвешься. Конечно теперь жизнь облегчают недорогие логарифмические усилители, например AD8307. Но полосу пропускания в измерительном тракте надо иметь хотя бы 1МГц. Значит стандартный трансивер уже не годится и надо городить что то специальное.

[RX3DR Александр]

А как такой метод как использование режима ФМ ТРАНСИВЕРА??? Так как не у всех трансиверов отключаемая АРУ.

[UA3MCH]

.........................................................................
 Он состоял из генератора шума на p-n переходе транзистора, аттенюатора, тактового генератора, который то включал, то выключал ГШ и одновременно тактировал
................................................. .......................

С языка снял...
Если довести частоту коммутации до звукового диапазона, то можно настраивать усилитель по максимуму продетектированного сигнала. Подобный способ применяется в приемнике Р312М2. Очень удобно при приеме слабых сигналов. Малейшее увеличение шума на входе приводит к увеличению продектированного сигнала с частотой модуляции (коммутации входа)

.................................................
Конечно теперь жизнь облегчают недорогие логарифмические усилители, например AD8307. Но полосу пропускания в измерительном тракте надо иметь хотя бы 1МГц
.................................................

Сергей, для чего необходима такая широкая полоса? При определении Кш полоса вроде не участвует. Ну и второе, а линейными усилетелями не обойтись ? Ведь, при измерении и сравнении шумовых свойств усилителей с очень малыми шумами, не зря введено понятие шумовой температуры. Кш просто становится неинформативным. А тут еще и логарифмирование Кш!! (вообще изврат...)

[RW3BP]

Все определяется точностью, которая нам нужна для достоверных измерений. Если хотим мерять КШ с точностью 0.1 дБ, то желательно измерять уровень шума с точностью 0.01дБ. Однако такая точность хороша для МШУ с КШ 1-2дБ. Если надо настроить и сравнить с другими МШУ хорошего уровня с КШ 0.2дБ, то точность надо повысить еще в 10 раз. А это уже 0.001дБ или 0.02%. Теперь надо учитывать, что меряем шум, т е набор независимых случайных событий. Точность измерения шума подчиняется законам статистики. Точность тем выше, чем больше этих случайных событий мы усредним. Другими словами чем больше независимых (некореллированных) измерений мы сделаем и усредним. Широкая полоса как раз и нужна, чтобы сделать как можно больше независимых измерений (выборок) в единицу времени. Это позволяет сократить время измерения. Мой опыт показал, что нужную мне точность я получаю при полосе 1МГц и времени усреднения 5 секунд. Если я захочу воспользоваться трансивером и делать измерения в SSB режиме при полосе 3кГц, то мне для той же точности потребуется в 300 раз большее время, т е 1500с (почти пол часа). Это слишком долго, к тому же за пол часа обязательно что нибудь уплывет и что я намеряю неизвестно.
Поэтому в фирменном приборе полоса составляет 4МГц и сужается только в крайнем случае.
Там еще много разных хитростей, которые в форуме изложить сложно да наверное и не нужно. Я как раз последнее время учусь делать и измерять МШУ на 23см. Надеюсь потом оформить результаты в виде статьи.

[RX3DR Александр]

Ответы есть ,но видно я ошибся ,что многих интересует эта тема! Только хотелось ,чтобы было меньше дискутирования ,а больше проверенных примеров.Видно ни кто не использовал режим ФМ трансивера!?

[RW1AW]

Александр...заставили откликнуться...хотя очень занят работой по новой антенне....
Да многих интересует ЭТА тема....и НЕЛЬЗЯ ПРО ЭТО без нормальной технической полемики ....
Простой - надежный, многократно многими проверенный и доступный метод Вам сразу оперативно и быстро предложил Сергей UR5LX....Спецов в этой области на нашем форуме не так уж и много....поэтому ЦЕЛЕСООБРАЗНО прислушаться к мнению таких авторов , как Сергей RW3BP...
Позиция типа : "вы хочете песен - их есть у меня" - в этом вопросе НЕ ПРОХОДИТ
ОЧЕНЬ НЕПРОСТО сочетать при решении этой задачи понятия : точно-правильно-корректно- и главное ДОСТУПНО....поэтому и нет массовых откликов на эту тему..... и именно поэтому Сергей RW3BP готовит статью ...где постарается ( как обычно ) не только получить оптимальный результат
но и довести его до массового потребителя....
Да ,у меня есть возможность использовать классические приборы для этих целей ( но этой возможности УВЫ НЕТ у остальной группы ребят ) , была возможность для изготовления р.любительского аналога т.н SPANFI для проведения аналогичных измерений...сравнения полученных результатов и т.д - НО .к большому сожалению ,ВСЕ ЭТО не годится для массового повторения по причине затратной части и относительной недоступности для многих некоторой эл. базы .
Могу только сказать - МШУ на испытательном стенде и МШУ на антенне - ЭТО ДВЕ БОЛЬШИЕ РАЗНИЦЫ ( испытания HB9BBD на ЕМЕ конференциях и результаты работы на диапазонах это подтверждают ) Поэтому уверен - эта тема долго не умрет на форумах и давайте не будем делать безаппеляционных заявлений OK?

[RW3BP]

Александр
То что я пишу - это не мое желание покрасоваться или подискутировать на высоконаучные темы. Это результат моего опыта в попытках сделать для себя хороший предусилитель. Для ЕМЕ связи я вынужден использовать маленькую антенну, диаметром меньше 3м и для меня чувствительность приемника исключительно важна. Последний раз я этим вопросом (МШУ на 23см) занимался четверть века назад. Затем использовал готовые, в основном сделанные Владимиром RA3ACE. Поэтому начать пришлось почти с нуля.
Итак задача - сделать максимально чувствительный предусилитель для ЕМЕ связи с коэфф. шума в диапазоне 0.2-0.3 дБ. Чтобы работать над этим нужно прежде всего иметь средство измерения. Начал с простых решений. Трансивер + комп со звуковой картой + софт для измерения кш. К сожалению вариант не прошел - слишком плохая повторяемость результатов. Стандартная ситуация, что то изменил в усилителе и надо понять, стало лучше или хуже. Так вот понять это в большинстве случаев невозможно т к измерения слишком нестабильны. В результате куча потраченного на измерения времени и никакой уверенности в результатах. Пробовал и трансивер в ЧМ режиме по притуханию шумов от слабого сигнала. Способ неплохой, но имеет свои недостатки. Точность и повторяемость измерений все равно недостаточная. Трудно интерпретировать результат. Скажем после подстройки стало лучше, а но насколько лучше ответить непросто.
К чему я все это пишу. К тому, что задача сложная и простых решений не имеет. Особенно если хочется настраивать МШУ. Настройка подразумевает оперативный контроль. Если надо просто оценить МШУ то измерение земля/небо это лучший вариант.Однако оперативным контролем это назвать трудно.

[RX3DR Александр]

Спасибо за ответы и то ,что пожурили! Может у меня не хватает технического опыта и терминов ,но что будем учиться.На данный момент понял ,что надо начинать проверку по методу земля\небо.Просто по самодельному шумомеру на 2Д2С не получается получить Кш ниже 1дб ,там можно только оценить и все(стало лучше или хуже).Это наверное и Николай подтвердит (UA3DJG).

[RW1AW]

;-))) OK тезка ,
все мы постоянно учимся на своих и чужих ошибках , но "чем дальше в лес - тем толще партизаны"
т.е чем больше занимаешься этими вопросами - тем больше понимаешь как мало сам об этом еще знаешь....диалектика....73 , Успехов !

[RA4HCN]

Здравствуйте!!  подарили мне прибор армейский с названием  ИКШ (измеритель коэффициента шума).
Не подскажет кто что это прибор и какие его параметры.

Зарание благодарен!     Сергей RA4HCN