Автор Тема: программа Noise Meter  (Прочитано 42690 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн RA3WDK

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 6969
  • Репутация: +765/-84
программа Noise Meter
« : 03 Сентябрь 2008, 21:04:58 »
Измерения Кш в программе NoiseMeter

Конечно лучше использовать шумовик Agilent  или мерять шум
по соотношению  "холодное небо" - нагрузка.
Но не всем эти способы доступны.

Самое сложное при использовании этой программы , это генератор шума,
точнее определение его ENR .

Генератор шума я собрал на BFR93 , на выходе аттенюатор 20 дб , выполненный на
поликоре , КСВН по входу на 1296 МГц не хуже 1,2 , и благодаря аттенюаторы не
меняется при включении напряжения . Аккумулятора два Li-On от сотового телефона ,
ток не более 15 мкА потребляет ГШ .  Стоит маломощный малошумящий стабилизатор и фильтр
Б4 .

Измерив на шумовике свои МШУ , а запасся я им прилично , даже не очень хорошими по КШ.
Промерял на приборе . Далее уже дома провел исследования с программой и трансивером.
Записал для себя ряд калибровочных записей .

SB (их у меня две) Creative 128
IC-910 SUB :  9 кубиков S-метр, Fagc, AF на 12 часов
уровни : (около) -48 Off    -52 On

При измерении важно следить , чтобы ни один кубик даже не подмаргивал,
т.е. при включении МШУ не изменялся уровень на S-метре

Далее подобрал ENR по известным Кш МШУ , как оказалось ENR на 144 равен 3.5 ,
а на 432 и 1296 3.4 (наверно аттенюатор нивелирует изменение комплексного сопротивления
ГШ). Записал это значение.

Далее мерял . После измерения проверил еще раз с ГШ на 2Д2С , измерения совпали
с точностью 0,2 на 144 и 432 .
Почему такой разброс ? На Agilent также Кш колебался постоянно (если не нажимать
кнопку Average) .

Пользование этой программой позволит с приемлимой точностью для нас измерять Кш
МШУ , хотя еще раз повторяю , что это далеко не точный метод измерения .
Но если задаться целью сделать МШУ для Тропо  , то цель будет достигнута .

И вообще , при измерении Кш (да и других характеристик) надо вести журнал измерения,
куда необходимо все подробно записывать - всегда пригодиться , ведь МШУ меряем не каждый
день.

Оффлайн RA3WDK

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 6969
  • Репутация: +765/-84
Re: программа Noise Meter
« Ответ #1 : 03 Сентябрь 2008, 22:08:07 »
Немного о методике настройки :
какая бы ни была схема и топология , любой МШУ надо настроить.
1 накрутить нагрузки (50 Ом) на вход и выход МШУ
2 выставить ток и напряжение Uси , под какой режим считался МШУ
3 настроить вход МШУ по КСВН на минимум в необходимой полосе
4 проверить КУ и АЧХ
пункты 3 и 4 итераций возможно до бесконечности
5 проверить КШ (если возможно , по предварительно составленной таблице
КСВН/КУ  изменить согласование по выходу или входу с целью получить минимальный
Кш)

При выполнении пункта 2 , перед запайкой транзистора - убедитесь , что на затворе
есть не менее -1,5 В (для полевиков с минусом в затворе) , иначе , если стабилизатор
выдает 3-3,3 В и резистор в стоке всего 20-50 Ом - транзистор может сгореть, не дождавшись
нормального напряжения на затворе.
Пункт 2 сводится к получению расчетного тока стока(согласно даташиту и взятых S11 и S22 )
при изменении от -1,5 В  до -0,9-0,6 (у ATF35143) (у других транзисторов может быть и по-другому).
Буду рад , если кто-то дополнит меня , у каждой схемы есть свои особенности.

Оффлайн RA3WDK

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 6969
  • Репутация: +765/-84
Re: программа Noise Meter
« Ответ #2 : 12 Ноябрь 2008, 20:40:23 »
Наконец-то сделал фото своего генератора шума , о котором писал выше , все так же, как у F2TU , только реализация посерьезнее.

Целью было получить минимальный КСВН , минимальное изменение КСВН при включении ГШ.
На входе поставил микрополосковый аттенюатор Т-типа - 15 дб + так называемая объемная нагрузка 50 Ом , все это и плата ГШ на поликоровых пластинах. КСВН до 1300 МГц составил менее 1,12  , в диапазоне до 1200 МГц КСВН менее 1,09 .

При подключении к самому источнику шума - транзистору BFR92 AW  КСВН возрос до 1,15 на 1300 МГц , при включении ГШ  КСВН возрос до 1,8-1,9 на 1300 МГц .
Пришлось повозиться с компенсацией реактивности около транзистора , тут без прибора никак , да и детали мелкие .  Довел КСВН до 1,1 на 1300 МГц . Ниже по частоте еще лучше, практически не отличим от эталонной нагрузки 1,05 от РК2-47.

Питание формируется от двух LI-ION аккумуляторов , стабилизатор с малым потреблением и нормированным шумом National Semiconductor MIC5211 (два канала) - они  различаются по напряжению (такие и применяю в МШУ на 1296 МГц , один канал питает формирователь минуса, второй канал непосредственно сток транзистора , удобна пара 5В и 3,3В)

Все смонтировано в коробочке , видно на фото , кнопка с другой стороны.

Понравилось , что в обоих ГШ ENR получился одинаковым на 144, 432 ,1296 МГц .
Измерение КШ разных МШУ , даже МШУ с высоким КСВН показало достоверные результаты ,
а при измерении с ГШ на 2Д2С МШУ с высоким КСВН по входу были ошибки в измерении.

« Последнее редактирование: 12 Ноябрь 2008, 21:21:18 от RA3WDK »

Оффлайн SP8RHP

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 181
  • Репутация: +22/-5
    • SP8RHP
Re: программа Noise Meter
« Ответ #3 : 13 Ноябрь 2008, 00:02:52 »
Наконец-то сделал фото своего генератора шума , о котором писал выше , все так же, как у F2TU , только реализация посерьезнее.

Целью было получить минимальный КСВН , минимальное изменение КСВН при включении ГШ.
На входе поставил микрополосковый аттенюатор Т-типа - 15 дб + так называемая объемная нагрузка 50 Ом , все это и плата ГШ на поликоровых пластинах. КСВН до 1300 МГц составил менее 1,12  , в диапазоне до 1200 МГц КСВН менее 1,09 .

При подключении к самому источнику шума - транзистору BFR92 AW  КСВН возрос до 1,15 на 1300 МГц , при включении ГШ  КСВН возрос до 1,8-1,9 на 1300 МГц .
Пришлось повозиться с компенсацией реактивности около транзистора , тут без прибора никак , да и детали мелкие .  Довел КСВН до 1,1 на 1300 МГц . Ниже по частоте еще лучше, практически не отличим от эталонной нагрузки 1,05 от РК2-47.

Питание формируется от двух LI-ION аккумуляторов , стабилизатор с малым потреблением и нормированным шумом National Semiconductor MIC5211 (два канала) - они  различаются по напряжению (такие и применяю в МШУ на 1296 МГц , один канал питает формирователь минуса, второй канал непосредственно сток транзистора , удобна пара 5В и 3,3В)

Все смонтировано в коробочке , видно на фото , кнопка с другой стороны.

Понравилось , что в обоих ГШ ENR получился одинаковым на 144, 432 ,1296 МГц .
Измерение КШ разных МШУ , даже МШУ с высоким КСВН показало достоверные результаты ,
а при измерении с ГШ на 2Д2С МШУ с высоким КСВН по входу были ошибки в измерении.



Иван c 1982 года в Noise Meter стал BFR91 ENR 26dB тепер BFG540X(SMD) ENR 25 dB до 2400 MHz.
VY 73 Robert SP8RHP KO10FF; PA/SP8RHP JO22IC-> PA0R JO22IC

Оффлайн RQ2T (ex RU3MD) Константин

  • Глобальный модератор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1178
  • Репутация: +272/-75
  • RT2T Team
Re: программа Noise Meter
« Ответ #4 : 13 Ноябрь 2008, 02:05:43 »
Иван, вроде скоро получу Noise diodes с ENR 30-35 dB от нескольких фирм с перекрытием до ... интересующих нас диапазонов. Естественно под разварку из-за перекрытия.После него АТТ 20 дБ поставлю и генератор тока и .. прочее. Вроде занимался ремонтом подобных вещей и знаю как они устроены.
Есть идея "радиолюбителского" варианта 346-й головки агилента. Всё понятно кроме того как дёшево этот "радиолюбительский" вариант калибровать. Профессиональная калибровака стоит дорогого ...
Может у меня и получится делать по скромной цене источники шума, но вот откалибровать как положено с точностью до второго знака после запятой, да ещё и с нормальным для нас шагом я не смогу. Варианты рассматриваются все - кроме широкополосных "прецизионным мощёметром", "в полосе ..."  и т.д. Необходимо в точках.
Предложеия есть ?
Просьба не отвечать тем кто в этом на уровне типа "у меня малошумящий усилитель, потому  что ... шумит мало" Интересуют именно определённые моменты в данном вопросе. И не делитантские. Радиолюбителям принявшим ключевые решения в данном вопросе обещаю приз - шумовик в котором он принял ключевые решения.
Завистьникам просьба не беспокоится - коммерческий путь уже имеет свои решения и не может быть пересмотрен ввиду некоторых наших российских законов.
Если будет интерес у участников Форума - обсуждение данного проекта вынесу в отдельную тему.
Константин  ru3md(гав)mail.ru
http://rt2t.ru/

Оффлайн khach

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 463
  • Репутация: +58/-7
Re: программа Noise Meter
« Ответ #5 : 13 Ноябрь 2008, 16:08:17 »
Вопрос по калибровке источника шума. Можно взять обычную нагрузку в SMA разъеме, прикрутить ее на конец полужесткого кабеля и искупать в термосе с жидким азотом. Читал аппноу NIST по калибровке госстандартов США - там именно так и сделаноhttp://www.boulder.nist.gov/div818/81801/Noise/publications/84_CoaxStd_TN1074.pdf . Азот можно в термос выпросить во многих косметологических кабинетах. Термос металлический китайский- на полдня хватит, только крышку незакручивать ни в коем случае и в метро с ним не ездить.
Выход кабеля прикрутить к обычному коаксиальному реле, на второй вход- точно такую же нагрузку, но при комнатной температуре. И заставить реле щелкать на низкой частоте с управлением от обычной аудиокарты (10-15 Гц). А микрофонный вход использовать как измерительный, регистрируя сигнал только на частоте щелканья реле (синхронный детектор).
Мои нагрузки купание в азоте выдерживают (проверяем сопротивление по постоянке обычным тестером, А КСВ сильно неуходит), получаем источник шума с температурой 77К (если азот свежий и кислорода из воздуха не "насосался", но для этого при перевозке затыкаем теромс пенопластовой затычкой.



Александр

Оффлайн RQ2T (ex RU3MD) Константин

  • Глобальный модератор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1178
  • Репутация: +272/-75
  • RT2T Team
Re: программа Noise Meter
« Ответ #6 : 13 Ноябрь 2008, 23:24:12 »
Так и знал что всё начнётся ... сорри -продолжится с обьяснений.
специальныё нагрузки под азот у меня есть ... обычные агилентовские источники тоже есть.
Вопрос не в этом как нашуметь, а как выделить значение ENR на конкретной частоте.

Несколько слов из личной переписки с Александром rx3dur
 rx3dur Саша
интересно будет сравнить с агилентовской  головкой.Ты как и говорил будешь делать на наши диапазоны.ЕНР мне кажется можно вычислить ,после агилентовской головки и забитии ее ЕНР по табличке,потом включить твою и подогнать ЕНР таким образом чтобы получились неулевые показания(вслучае как на моем приборе)Пока более простого пути не вижу.

ru3md Константин
Не, так не пойдёт
дело в том что агилнтовская и так редко по диапазону для нас прокалибрована ...
Да и потеря будет как минимум вместо хх.хх будет хх.х
Константин  ru3md(гав)mail.ru
http://rt2t.ru/

Оффлайн khach

  • Старожил
  • ****
  • Сообщений: 463
  • Репутация: +58/-7
Re: программа Noise Meter
« Ответ #7 : 14 Ноябрь 2008, 23:44:39 »
Константин, извините за чайниковские вопросы, хочу сделать для себя калиброванный источник шума, а доступа к эталону нет. Хотя есть доступ к азоту. Если я поставлю между переключаемыми нагрузками и приемником (радиометром) перестраиваемый полосовой фильтр на ЖИГ этого будет достаточно для калибровки? Шуметь там вроде особо нечему, а потери после каждой перестроки фильтра по частоте прийдется перемерять. Или надо мастерить перестраиваемый фильтр на коаксиальных резонаторах? В принципе тоже ничего невозможного, вы только подскажите правильный путь.
Александр

Оффлайн RA3WDK

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 6969
  • Репутация: +765/-84
Re: программа Noise Meter
« Ответ #8 : 15 Ноябрь 2008, 00:41:11 »
Константин , методику я написать пока не смогу , тем более прочитав кучу техописаний , инструкций , формуляров по измерителям Кш (недавно читал по поверке холодных нагрузок с азотом - там даже к волноводу , который в "cамоваре" находится формула и таблица поправок в Кш на разных частотах ) . Если этим серьезно заняться , надо "завязывать" с радио  :)

Месяца два назад была возможность померять Кш моих МШУ на 3 шт на 144 , 1 шт на 432 , 5 шт на 1296 МГц (на 1296 МГц  4 шт на ATF35143,  1 шт NE32484A - не моего производства)Приборы N8975А и N8970 , последний по-моему менее точный , но 0,1 дб "различает" .

Так , как из-за редкого пользования приборами так и не научился их калибровать , это дело доверил специалисту .
3,5 дюймовые диски , вышли из обращения , а зря  - пришлось делать записи на бумаге
по каждому МШУ.
Делал замеры на трех точках каждого диапазона , благо Marker бегал по характеристике шустро  :D .
Скажу одно , техника для настройки МШУ очень хорошая , видно все , что делаешь - коэффициент усиления и Кш сразу на двух графиках .
NE32484А показал себя неплохо , только один мой МШУ на ATF35143 достиг 0,18-0,22 дб
(флуктуации КШ при измерении - от этого никуда не деться ) ,  SMD индуктивности на входе (затворе) , SMD индуктивности на стоке , после первого каскада MGAxxxx (не определил по маркировке ) .
Остальные мои МШУ на 1296 МГц  стабильно заняли 0,25-0,3 дб (кстати подстроечные емкости
0,5-3 по входу и выходу МШУ помогли накрутить Кш прямо по ходу измерения - КУ несколько размазался по частоте , но Кш уменьшился .

Далее взял свои МШУ , (чужие , на NE и MACOM  также взял ) .
Принес к своему измерителю с известным ENR 3,5/3,4 и неизвестным ENR
на 144:  трансвертер + IC-745  и IC-910H
на 432 и 1296 :  IC-910H

После проверки оказалось , что первый ENR так и остался  , второй  ENR 2,2 (с аттенюатором
15 дб внутри и 5.2 В ) .

Есть несколько особенностей ГШ на BFR92A (возможно и такое наблюдается на других ).
Нельзя получать большие ENR (большие значения шума )  , естественно желание при наличии
аттенюатора получить ENR от 5 и больше . Но при токах более 0,06 мА  ENR менее стабилен ,
при долговременных измерениях я заметил , что уровень шума плавает при токе уже в 0,08 мА.
Оставил как компромис 0,04 мА и получил ENR 2,2 на 144 МГц .

Я бы хотел , что бы этот способ измерения Кш с Sound Card и трансиверами  не претендовал на
на "последнюю инстанцию" по измерению Кш . Я считаю , это неплохой способ вести анализ сделанных МШУ , их модернизацию  для радиолюбителя , не имеющего доступа к импортной технике .

Вот альтернативный способ измерения КШ - Noise Figure Measurement using Standard Antennas
http://www.qsl.net/oe5jfl/noisefig.htm
http://www.qsl.net/n1bwt/chap10.pdf


Оффлайн RU5C Владимир

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 748
  • Репутация: +131/-17
Re: программа Noise Meter
« Ответ #9 : 15 Ноябрь 2008, 17:05:41 »
Мой источник шума по  N1BWT. В качестве генератора использован неизвестный смесительный диод на 12Гиг. Остальное, в том числе где взять нужный конденсатор ATC, понятно из картинок. Была задача получить источник шума c приемлемо плоской ENR до 3 см. Компоненты размера 0603. Паять лучше с утра, не пить кофе и не курить. Наиболее критичный элемент конструкции - аттенюатор. Здесь использоан коаксиальный аттенюатор MCL на 7db с рабочей полосой до 18Гиг. Ток через диод около 1,5ма. Кстати, шум от источника питания на наших частотах уже влияет очень мало. Чтобы в этом убедиться достаточно поменять полярность питающего напряжения на противоположную и установить прямой ток через диод в несколько миллиампер. Возрастание шума при подаче тока в прямом направлении на любом  из диапазонов ниже детектируемого предела и им можно пренебречь. Калибровка будет проведена по измеренным DB6NT 3см LNA 0,79db и трансвертеру 1,3db, а также измеренному 0,26db RW3BP предусилителю G4DDK на 23см .
ex RA3DQT

Оффлайн RU5C Владимир

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 748
  • Репутация: +131/-17
Re: программа Noise Meter
« Ответ #10 : 15 Ноябрь 2008, 17:07:19 »
Продолжение.
ex RA3DQT

Оффлайн RU5C Владимир

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 748
  • Репутация: +131/-17
Re: программа Noise Meter
« Ответ #11 : 16 Ноябрь 2008, 22:01:08 »
Вот такие результаты получились с этим источником шума. Единственное правдоподобное допущение, -  это шум трансвертера F1JGP. Он, по данным автора, после подстройки входа, должен быть равен 1,0 db. Я, разумеется, ничего там не подстраивал, всё равно нужен предусилитель и здесь принял его за 1,5. Даже если 1,1 или 1,7 - это не сильно повлияет на ход зеленой прямой. Программа Noise Meter просто измеряла уровень шума на  ACC выходе трансивера. АРУ выключена, регулировкой усиления ПЧ трансивера удерживал шум при выключенном источнике шума на одном уровне (около -50 db) чтобы уменьшить влияние нелинейности тракта.  Ток диода 777 микроампер. Вполне можно пользоваться таким дедовским способом, а счастливого обладателя промерянных предусилителей просто пригласить в гости. 
ex RA3DQT

Оффлайн RA3WDK

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 6969
  • Репутация: +765/-84
Re: программа Noise Meter
« Ответ #12 : 16 Ноябрь 2008, 22:27:39 »
Да , Владимир , примерно и я так же протоколирую резкльтаты измерения , обязательно записываю в каких положениях стоят ручки (на 12 часов или на 10 часов AF IF )
Единственный вопрос по источнику шума , я так понял индуктивность диода компенсируется конденсатором 1 пФ , но и постоянка проходит на измеряемый МШУ ( в принципе это не страшно для МШУ) .
Попробую в понедельник снять график своего ГШ по КСВН до 18 ГГц.

Оффлайн RU5C Владимир

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 748
  • Репутация: +131/-17
Re: программа Noise Meter
« Ответ #13 : 16 Ноябрь 2008, 23:21:21 »
Да, Иван, постоянка проходит 39,9мВ в моем случае. Не страшно.
ex RA3DQT

Оффлайн RQ2T (ex RU3MD) Константин

  • Глобальный модератор
  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 1178
  • Репутация: +272/-75
  • RT2T Team
Re: программа Noise Meter
« Ответ #14 : 18 Ноябрь 2008, 16:11:41 »
Думаю что будет полезно :
dBm/Hz = -174dBm/Hz + ENR
dBm = dBm/Hz + 10 LOG (BW)
ENR = 10 LOG (TE/TO - 1)*
dBm/Hz = 20 LOG (µ V RMS / Hz)
NF(dB) = ENR - 10 LOG (Y-1)*
* TE = Equivalent temperature of noise source in ° Kelvin
* TO = Room temperature 290° K
* Y = P ON/P OFF

Про устройство импортных головок.
Обратите внимание что все шумовики запитываются минусом относительно корпуса. Хотя стандарт внешнего питания для головки питания - это +28в с током около 100мА. Это не только у агилента. Внутри естественно преобразователь напряжения и стабилизатор тока. У агилента этот ток написан на генераторной секции и является индивидуальным. Разобрать (а не разломать) генераторную секцию не представляется возможным - она заклеена проводящим клеем. Горят обычно АТТ или реже схемы питания (опыт ремонта не одного десятка).

Так же советую прочитать эти пдф (Есть в т.ч. и приведённая схема включения для NoiseCom ).
Некоторые диоды из этих фирм я заказал.

Константин  ru3md(гав)mail.ru
http://rt2t.ru/