Шумовые измерения (для дилетантов)

[Sergi]

Может чайниковский вопрос, но все же, как этот ENR неизвестного самодельного ГШ измерять в каких-то более абсолютных величинах, как напряжение или dBm (в заданной полосе детектирования) и какая при этом точность достаточна...

В дБм/Гц перевод такой: -174 + 10log(10*ENR/10 +1).

Допустим, 15дБ ENR даст -158.9 дБм/Гц, для перевода в 500 Гц полосу нужно добавить ~27, это уже будет ~ -132дБм, а в 3кГц - еще больше будет мощность шума - не такие уже маленькие величины, их может выдавать калиброванный ГСС и каждый чувствительный приемник/трансивер может принимать.

Какая только погрешность шумового источника (переведенная в дБм/Гц) допустима для измерения современных мшу уровня КШ 0.4-0.8дБ?

[RA3EME Александр]

Для меня всегда эти величины были понятнее в градусах Кельвина чем в ДБ. Почитайте статью Сергея Георгиевича про "холодный рупор" и измерение КШ с его помощью и найдёте все ответы.

[RA3EME Александр]

http://www.vhfdx.ru/apparatura/malenkaya-eme-stantsiya-s-horoshimi-vozmozhnostyami-1296-mgts-chast-3

[Mildi]

Все равно непонятно... как измерить ENR.
По логике из статьи я понял что получается так:
Можно измерить NF любого усилителя с холодным рупором. (используем соотношение температуры неба/нагрузка с комнатной температурой я так понимаю)
Потом измерить с помощью ГШ, только в расчеты подставить уже измеренный NF усилителя, а ENR выразить неизвестной величиной и решить задачу нахождения ENR.
Или проводим повторное измерение холодный рупор/ГШ и уже зная NF вычисляем ENR
Внести поправку на температуру ГШ (ошибка на температуру неба остается, берем ее примерно)

Проводим измерения для МШУ на все нужные диапазоны, вычисляем ENR соответственно для всех нужных диапазонов.

А вот как именно ENR померить, а не высчитать (если конечно это возможно) было бы все же интересно узнать.

[RA3EME Александр]

По логике из статьи я понял что получается так:
Можно измерить NF любого усилителя с холодным рупором. (используем соотношение температуры неба/нагрузка с комнатной температурой я так понимаю)
Потом измерить с помощью ГШ, только в расчеты подставить уже измеренный NF усилителя, а ENR выразить неизвестной величиной и решить задачу нахождения ENR.
Или проводим повторное измерение холодный рупор/ГШ и уже зная NF вычисляем ENR
Внести поправку на температуру ГШ (ошибка на температуру неба остается, берем ее примерно)

Всё верно, я так и измерял, при этом я брал нагрузку не комнатной температуры , а резистор в термостате 100 градусов кажется, чтобы исключить термодрейф.
Существуют специальные нагрузки для охлаждения жидким азотом, температура его кипения более менее стабильна и тоже можно вычислить зная атмосферное давление.
Я тут не большой специалист, радиолюбитель , но мне кажется измерить ENR каким либо простым прибором нереально, ввиду того, что ENR это величина относительная, тоесть разница между двумя точками (холодный-горячий) и чтобы его измерить, нужен некий измеритель мощности шума, температура которого будет ниже температуры источника шума при комнатной температуре, иначе невозможно получить нулевую точку отсчёта. То есть как я полагаю, собственная температура такого измерителя должна быть гораздо меньши температуры измеряемого источника. Но повторюсь, это лишь мои предположения. Тут на форуме есть люди, которые по роду деятельности с этим связаны, может они меня поправят.

[RA3EME Александр]

А вобще из практики я ушёл от измерений абсолютных величин самих мшу, поскольку для ЕМЕ системы более важна шумовая температура всей системы (антенна-облучатель-коммутация-мшу). Я просто добиваюсь лучших параметров на HP8970 c HP346 и дальше уже по шуму земля-небо-солнце-луна оцениваю шумовую температуру своей системы, это для нас более важная величина

[Sergi]

Все равно непонятно... как измерить ENR.

Тем не менее, как-то же измеряют, производя и продавая калиброванные шумовые головки. Может кто ближе к метрологии - прочитают и расскажут.

Из статьи Жутяева С.Г. вычитал о точности ENR:

точность и стабильность во времени ENR шумового источника. Как видно из формулы, ошибка в калибровке ENR напрямую (децибел в децибел) переходит в ошибку измерения NF.

Т.е. зависимость прямолинейная, 0.2дБ ошибки ENR даст 0.2дБ ошибку измерения кш?!
Интересно будет это проверить в CANFI-программе, там значение ENR источника шума задается как исходный параметр.

[RZ4HD]

Здравствуйте. Именно такая зависимость Кш от ENR и есть. Если измерять Кш методом Y фактора и использовать программу Родэ-Шварц, то эта зависимость очень точно просматривается. Децибелл в децибелл... Если Вы не поучите такого при использовании CANFI, то, скорее всего, что-то сделано было не так. Юрий.

[UA9FAD]

Все равно непонятно... как измерить ENR.

При изготовлении "пермского" Спанфи мы отправляли шумовую головку Noise1 для калибровки. Он откалибровал и прислал графики (с возможными значениями погрешности), аттенюатор 20дб не снимаем (не откручивали никогда) следуя рекомендации Анатолия Михайловича. На 144 с МШУ PA3BIY получилось NF=0.25db, рабирались в этом вопросе с Сашей RW3AZ, он прислал MWO-проект, где показывал, что такого быть не может (коэффициент устойчивости ниже единицы). В конце концов встретились на конференции Тольятти-13, куда и привезли своё "хозяйство". Измерения показали, что наш и Сашин МШУ "шумят" одинаково, повезли их к Анатолию UA4HTS и на его HP получили 0.35. На том и порешили: изменили значение ENR в нашем Спанфи так, чтобы получилось 0.35 (кстати это новое значение легло в погрешноть, указанную Nose1). Шаг ввода ENR в Спанфи 0.05дб, так что приблизились насколько возможно. На 432 и 1296 подбирали ENR уже сами. Там всё более-менее предсказуемо до величин NF>=0.3db. С холодным рупором на 1296 занимаюсь уже год, но в этих "дебрях" возникают всё новые проблемы, да и спутников назапускали. Думаю на более высоких диапазонах должно быть лучше.

[ua3-170-657]

А никто не пробовал в качестве эталона на 144 MHz использовать 2Д2С? Ток дробового шума, который дает лампа, вычисляется хорошо. Частоты не такие высокие, чтоб влиял монтаж.

[RZ4HD]

Здравствуйте. Этот диод использовали очень многие радиолюбители с этого форума и в интернете много конструкций. Юрий.

[RW3XL Игорь]

Есть анализатор спектра и генератор шума. Как измерить его ENR?

[Sergi]

Есть анализатор спектра и генератор шума. Как измерить его ENR?

Видно все специалисты по шумам в отпуске, пришлось самому разбираться, как смог.
Кстати, в первом посте - ошибка в формуле, там должно быть не 10*ENR/10, а 10^(ENR/10) , т.е. десять в степени ENR/10.

Несколько ссылок, которые помогут понять:
https://www.noisecom.com/Portals/0/Applications/Noise_By_the_Numbers_web2.pdf
https://edadocs.software.keysight.com/kkbopen/what-is-the-absolute-output-power-level-of-the-various-keysight-noise-sources-589738201.html
https://www.noisecom.com/Portals/0/Applications/noisebasics.pdf

Получается так, что девиация ENR [dB], в т.ч. выраженная в [dBm/Hz] - линейно-пропорциальная, т.е. скажем изменение ENR на 0.2 dB, ведет к такому же изменению мощности шума в dBm.

Что из этого следует?
Если хотим измерить ENR анализатором спектра (или приемником + точный ГСС), то точность приборов, измеряемых в dBm нужно иметь на уровне, какую хотим и получить точность измерения этого самого ENR-источника шума.

Для удобства сделал в экселе калькулятор для перевода из ENR [db] в [dBm/Hz] и в [dBm/BW] (указанной полосе приема/анализа и т.п.).

[RW3XL Игорь]

Спасибо!

[UR8IP Андрей]

 А дальше делаем УВЧ с усилением 60dB. Калибруем анализатор. Подключаем ГШ головку к УВЧ. смотрим.
Данные заносим в таблицу. Ну это все приблизительно. Большой точности не получится. Хотя для проверки своих МШУ сойдет.
Фото: УВЧ От 40 МГц. до 2 Ггц. с усилением под 60dB. (только что сделал)