Wpływ dopasowania na wyniki pomiarów szumów

Od dłuższego czasu męczyło mnie niewykorzystanie jednej z potencjalnych możliwości pomiarów którymi dysponuję. Mianowicie pomiar współczynnika szumów, skorygowanego w zależności od wartości dopasowania wejścia mierzonego wzmacniacza. Brakowało mi do tego kalibracji wewnętrznego toru w moim VNA. Do wykonania tej kalibracji potrzebny był drugi VNA, który jakiś czas temu się pojawił. Dokonałem brakującej kalibracji. Jak widać odpowiednia literatura jest bardzo ważna przy wykonywaniu tego pomiaru No i bez stołka mikrofalowego też tak troszkę nie bardzo. Po skalibrowaniu, obmierzeniu dopasowania źródła szumów mogłem wreszcie umieścić je w przygotowanym miejscu na plecach VNA i podłączyć do dedykowanego mu gniazda. Od tej pory pomiary S-parametrów oraz parametrów szumowych mogę wykonywać z "jednego podłączenia". Wewnętrzny program VNA steruje tak pomiarem, ze z jednego podłączenia wpierw wykonywane są pomiary dopasowania, potem szumów i wynik pomiaru szumów korygowany jest w zależności od dopasowania. No to przyszedł czas na weryfikację różnic w zależności od dopasowania. Jako wzorcowy DUT posłużył mi przedwzmacniacz HA8ET należący do Kuby SP2IPT zmartwychwstały po kilowatowych przejściach Aby te pomiary miały jakiś walor poznawczy i pozwoliły uchwycić różnicę, dość się do nich przyłożyłem. Źródło szumów (Noisecom NC346A) miało ustabilizowaną i zmierzoną sondą Pt100 temperaturę (31,7 stopni Celsiusza), która została wprowadzona do aplikacji w VNA sterującej pomiarem szumów. 100 krotne uśrednianie i świeża kalibracja. Najpierw zmierzyłem S-parametry w okolicach interesującego nas pasma. Widać że jest jak na LNA jest dość przeciętnie dopasowany (RL pomiędzy -3 a -4 dB). Dla tego eksperymentu to dobrze, bo pozwoli lepiej zaobserwować efekt, którego się spodziewam. Następnie wykonałem typowy pomiar szumów wzmacniacza bez korekcji wynikającej z wartości dopasowania: Wartość szumów zgadza się z pomiarami innymi przyrządami i moimi wcześniejszymi pomiarami. No i pomiar z uwzględnieniem korekcji od wartości dopasowania: Ta wartość jest zapewne bliższa rzeczywistości. Może różnica nie jest ogromna, ale warto zdawać sobie sprawę z jej występowania. Optymalizacja dopasowania wejścia wzmacniacza zazwyczaj prowadzona jest pod katem minimalizacji szumów. Tyle, ze nie zawsze jest to zminimalizowanie faktycznych szumów a minimalizacja wskazań przyrządu mierzącego szumy. Spodziewałem się takiego efektu, nie byłem jednak pewny jego skali. Na analityczne wyznaczenie trochę brak mi i czasu i zapewne wiedzy, a przeprowadzenie eksperymentu pozwoliło zaobserwować tendencję. Mój wniosek jest taki, aby przy konstruowaniu LNA przeprowadzać polioptymalizację i nadać parametrom związanym z dopasowaniem wejścia nieco większą wagę a nie skupiać się wyłącznie na minimalizacji wskazań miernika szumów.

  PRZEJDŹ NA FORUM