DE19503021A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen der Einseitenband-Rauschzahl aus Zweiseitenband-Messungen - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen der Einseitenband-Rauschzahl aus Zweiseitenband-MessungenInfo
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Description
Diese Erfindung bezieht sich auf elektronische Geräte und
Techniken zur Messung elektrischer Signale und insbesondere
auf elektronische Geräte und Techniken zur Messung der
Rauschzahl eines zu testenden Gerätes. Besonders ein Aus
führungsbeispiel der Erfindung schafft eine Vorrichtung und
ein Verfahren zum Bestimmen der Einseitenband-Rauschzahl
eines zu testenden Gerätes aus Zweiseitenband-Messungen.
Messungen der Rauschzahl bei Hochfrequenzen (z. B. Mikro
wellen) erfordert typischerweise die Verwendung eines Lokal
oszillators (LO) und eines Mischers, um die Meßfrequenz auf
eine geeignete Zwischenfrequenz (ZF) zur Erfassung durch
einen Empfänger abwärts zu mischen. Während herkömmlicher
Rauschzahlmessungen eines zu testenden Gerätes wird ein
Hochfrequenz-Eingangssignal (HF-Eingangssignal) des zu
testenden Gerätes durch den Mischer abwärts gemischt. Der
Mischer verbindet das HF-Eingangssignal mit einem Signal,
das durch den LO erzeugt wird, oder mit einer Harmonischen
des Signals des LO, um ein vorbestimmtes ZF-Ausgangssignal
bei einer Frequenz zu schaffen, die zur weiteren Verarbei
tung durch den Empfänger geeignet ist. Dies bewirkt die
Abwärtsmischung sowohl des Bildsignals als auch des er
wünschten Signals. Von der sich ergebenden Rauschleistung
bei der Zwischenfrequenz wird typischerweise angenommen, daß
sie ein Durchschnitt der Leistung in den zwei Seitenbändern
ist. Dieses Bildsignal kann jedoch eine Quelle eines erheb
lichen Meßfehlers sein, wenn das zu testende Gerät keine
flache Frequenzantwort aufweist.
Siehe z. B. "Noise Figure
Measurement Accuracy", Hewlett-Packard Application Note
57-2.
Der Graph in Fig. 1 stellt das Ergebnis einer Abwärtsmi
schung durch den Mischer dar, der die Beziehung zwischen der
LO-, der HF- und einer vorbestimmten ZF-Frequenz darstellt.
In Fig. 1 stellt die vertikale Achse die Signalleistung dar,
und die horizontale Achse stellt die Signalfrequenz dar. Das
vorbestimmte ZF-Signal 25 hat eine Frequenz, die gleich der
Differenz zwischen dem LO-Signal (oder einer Harmonischen)
27 und dem HF-Eingangssignal 29 ist, so daß das HF-Eingangs
signal durch Überwachen einer eingestellten ZF-Frequenz,
unterhalb der LO-Signalfrequenz, bei fHF = (n)fLO - fZF,
gemessen wird. Ein HF-Bildsignal oberhalb der LO-Signal
frequenz, bei f′HF = (n)fLO + fZF, wird jedoch ebenfalls ein
Signal bei der überwachten ZF-Frequenz erzeugen. Um diese
Doppeldeutigkeit zu lösen, wird typischerweise ein analoges
Bandpaßfilter über einen Frequenzbereich, der fHF ein
schließt, bereitgestellt, wie es durch die gestrichelte
Kurve 31, die in Fig. 1 erscheint, gezeigt ist, wodurch
jedes Bildsignal 33 bei f′HF gedämpft wird. Das Bandpaß
filter ist erforderlich, um auszuschließen, daß unerwünschte
Mischprodukte gemessen werden.
Die herkömmliche Technik, um ein Bildrauschen zu entfernen,
besteht darin, das Signal des zu testenden Gerätes zu fil
tern, bevor das Signal abwärts gemischt wird. Das Durchlaß
band des Bandpaßfilters muß dem gewobbelten LO-Signal nach
laufen, wobei die Mittenfrequenz des Durchlaßbandes von der
LO-Frequenz (oder einer Harmonischen) durch die ZF-Signal
frequenz getrennt ist, wenn Rauschzahlmessungen über einen
Bereich von Frequenzen durchgeführt werden, um das uner
wünschte Seitenband auszuschließen. Dies erfordert ein ge
eignetes Filter, und erfordert es für Breitbandmessungen,
daß entweder ein abstimmbares Bandpaßfilter, wie z. B. ein
magnetisch abstimmbares Yttrium-Eisengranat- (YIG) oder
Barium-Ferrit-Filter, oder fest abgestimmte Filter mit
mehreren Umwandlungen verwendet werden. Dies kann jedoch
zeitaufwendig und teuer sein, da entweder eine Anzahl von
Filtern mit unterschiedlichen Durchlaßbereichen oder sehr
teuere abstimmbare Filter erforderlich sind.
Ferner wurde eine Analyse von Frequenzumwandlungstechniken
bereits bezüglich Rauschmessungen eines Mikrowellentran
sistors durchgeführt. Siehe G. Caruso und M. Sannino, "Ana
lysis of Frequency-Conversion Techniques in Measurements of
Microwave Transistor Noise Temperatures", IEEE Trans. on
Microwave Theory and Techniques, Band MTT-25, Nr. 11, Seiten
870-873, November 1977, und G. Caruso und M. Sannino,
"Determination of Microwave Two-Port Noise Parameters
Through Computer-Aided Frequency-Conversion Techniques",
IEEE Trans. on Microwave Theory and Techniques, Band MTT-27,
Nr. 9, Seiten 779-783, September 1979. Diese beschriebenen
Techniken sind jedoch nur für Änderungen der Rauschzahl auf
grund von Änderungen der Rauschquellenimpedanz zwischen zwei
Seitenbändern richtig. Einige der durchgeführten Annahmen
sind ebenfalls nicht auf alle möglichen Testgeräte anwend
bar.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfah
ren und eine Vorrichtung zu schaffen, die eine alternative
Technik zur analogen Filterung schaffen, um die Rauschlei
stung bei einer Bildfrequenz zu entfernen, wenn Einseiten
band-Rauschzahlmessungen bezüglich eines zu testenden Geräts
durchgeführt werden.
Ferner ist es wünschenswert, daß diese Einseitenband-Rausch
zahlmessungen bezüglich Änderungen der Ausgangsimpedanz der
Rauschquelle und bezüglich einer Rauschquellenimpedanz-Fehl
anpassung mit dem Empfänger korrigiert sind.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
wird eine Vorrichtung und ein Verfahren geschaffen, um die
Einseitenband-Rauschzahl für ein zu testendes Gerät unter
Verwendung eines Abwärtsmischers, der Zweiseitenband-Mes
sungen durchführt, zu bestimmen. Ein Rauschmeßsystem wird
geschaffen, das eine Rauschquelle, einen Mischer, einen
Lokaloszillator und einen Empfänger, wie z. B. ein Rausch
zahlmeßgerät, als abstimmbaren Zwischenfrequenzempfänger
umfaßt. Drei unabhängige Messungen werden bezüglich eines zu
testenden Gerätes durchgeführt (eine mit der Lokaloszilla
torfrequenz höher als die HF-Meßfrequenz, eine andere mit
der Lokaloszillatorfrequenz niedriger als die HF-Meßfre
quenz, und die dritte mit der Lokaloszillatorfrequenz bei
der HF-Meßfrequenz, und der Zwischenfrequenz auf der doppel
ten seiner vorhergehenden Frequenz). Dies führt zu drei un
abhängigen Gleichungen mit drei Unbekannten, aus denen die
Bildrauschleistung bestimmt und entfernt werden kann, um
eine Einseitenband-Rauschzahlmessung für das zu testende
Gerät zu schaffen.
Gemäß der Erfindung werden eine Vorrichtung und ein Verfah
ren zur Bestimmung der Einseitenband-Rauschzahl (SSB-Rausch
zahl; SSB = Single Sideband) eines aktiven oder passiven zu
testenden Gerätes aus drei getrennten Zweiseitenband-Rausch
leistungsmessungen (DSB-Rauschleistungsmessung; DSB = Double
Sideband) ohne die Notwendigkeit eines teueren Filtergerätes
geschaffen. Eine vollständige Rauschquellenimpedanz-Fehlan
passungskorrektur wird bevorzugterweise ebenfalls geschaf
fen, um genaue Einseitenband-Rauschzahlmessungen zu erhal
ten. Die erhaltenen Ergebnisse bei verschiedenen Frequenzen
demonstrieren sowohl für aktive als auch für passive Test
geräte mit Frequenz-abhängigen Rauschzahlen die Genauigkeit
der Einseitenband-Rauschzahlmessungen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung
werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Graph, der die Beziehung der HF-, LO- und ZF-
Signale in einem Abwärtsmischer darstellt;
Fig. 2 die die Fig. 2A und 2B umfaßt, ein Blockdiagramm
eines Ausführungsbeispiels eines Rauschmeßsystems,
das in Übereinstimmung mit der Erfindung aufgebaut
ist, das in einer Meßkonfiguration (Fig. 2A) und in
einer Kalibrierungskonfiguration (Fig. 2B) gezeigt
ist;
Fig. 3 ein Flußdiagramm gemäß einem Ausführungsbeispiel des
Verfahrens der Erfindung zum Bestimmen einer Einsei
tenband-Rauschzahl aus drei Zweiseitenband-Messungen
bezüglich eines zu testenden Gerätes;
Fig. 4 graphisch das Auslöschen von unerwünschten Seiten
bändern, wenn drei Zweiseitenband-Messungen, die
gemäß dem Verfahren der Erfindung durchgeführt wer
den, verbunden werden, um eine Einseitenband-Rausch
zahlmessung zu erzeugen;
Fig. 5 ein Flußdiagramm gemäß einem weiteren Ausführungs
beispiel des Verfahrens der Erfindung zum Bestimmen
eines Einseitenband-Rauschsignals aus drei Zweisei
tenband-Messungen bezüglich eines zu testenden Ge
räts, bei dem die Einseitenband-Rauschzahlmessung
eine vollständige Rauschquellenimpedanz-Fehlanpas
sungskorrektur einschließt;
Fig. 6 eine Veränderung der Zweiseitenband-Rauschzahl (DSB-
Rauschzahl) einer Wellenleiter/Dämpfungsglied-Kaskade
mit der Frequenz für unterschiedliche Zwischenfre
quenzen;
Fig. 7 die Rauschzahl einer Wellenleiter/Dämpfungsglied-Kas
kade, die durch das Verfahren gemäß der Erfindung be
stimmt wurde, und die verfügbare Dämpfung von 3 GHz
bis 4 GHz;
Fig. 8 die Rauschzahl einer Wellenleiter/Verstärker-Kaskade,
die durch das Verfahren gemäß der Erfindung bestimmt
wurde, die DSB-Rauschzahl mit einer kleinen Zwischen
frequenz und die verfügbare Dämpfung von 3 GHz bis 4
GHz; und
Fig. 9 die Dämpfung und die Rauschzahl, die durch das Ver
fahren gemäß der Erfindung mit und ohne Fehlanpas
sungskorrektur eines schlecht angepaßten passiven
Testgerätes bestimmt wurde.
Ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels des Rauschmeß
systems in Übereinstimmung mit der Erfindung, das im allge
meinen durch das Bezugszeichen 100 bezeichnet ist, ist in
Fig. 2A gezeigt. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung umfaßt das Rauschmeßsystem 100 eine Rausch
quelle 102, einen Mikrowellenmischer 104, einen Lokaloszil
lator 106 und einen einstellbaren Zwischenfrequenzempfänger
108 (ZF-Empfänger). Der Empfänger 108 kann ein HP 8970A
Rauschzahlmeßgerät als abstimmbarer ZF-Empfänger sein, das
von der Hewlett-Packard Company, Palo Alto, Kalifornien,
erhältlich ist. Mit dem Empfänger 108 werden unkorrigierte
Rauschleistungsmessungen durchgeführt. Ein Isolator 110 ist
bevorzugterweise am Eingang des Empfängers 108 angeschlos
sen, nachdem dieser eine einfache Korrektur ermöglicht, um
Änderungen der Empfänger-Rauschzahl und des Gewinns bezüg
lich einer Rauschquellenimpedanz-Fehlanpassung mit einzu
beziehen, wie es später genauer beschrieben wird.
Siehe M.W.
Pospieszalski, "On the Measurement of Isolator and Receiver
with Isolator at the Input", IEEE Trans. Microwave Theory
Tech., Band MTT-34, Nr. 4, Seiten 451-453, April 1986, U.
Meier, "Measurements of Non-Matched Twoports with Automatic
Noise Figure Meters", Arch. Elektron. Übertragungstechn.,
Band 43, Nr. 2, Seiten 125-128, 1989, und U. Meier, J.H.
Hinken und M. Ikonomou, "Rauschparameter von GaAs-MESFETs in
Flossenleitungstechnik", Kleinheubacher Berichte, Band 32,
Seiten 137-145, 1989. Das Rauschmeßsystem 100 umfaßt eben
falls eine Steuerung 112, z. B. einen Tischcomputer, der be
vorzugterweise mit der Rauschquelle 102 (Fig. 2B) und mit
dem Lokaloszillator 106 über einen HPIB-Gerätesteuerungsbus
(IEEE 488), und mit dem Empfänger 108 über einen Bus (Fig. 2A
und 2B) verbunden ist, um Messungen der Ausgangs
rauschleistung durchzuführen, und um die Einseitenband
rauschzahl eines zu testenden Gerätes wie folgt zu be
stimmen.
Die Rauschzahl eines zu testenden Gerätes (DUT = Device
Under Test), das in Fig. 2A gezeigt ist, das zwischen die
Rauschquelle 102 und den Mischer 104 geschaltet ist, ist bei
einer bestimmten Frequenz als folgendes Verhältnis defi
niert:
- (a) die gesamte Rauschleistung pro Einheit Bandbreite, die am Ausgangsanschluß des DUT verfügbar ist, wenn die Rauschtemperatur eines Eingangsabschlusses 290K beträgt; zu
- (b) dem Abschnitt von (a) bei der Eingangsfrequenz, aufgrund des Eingangsabschlusses.
Siehe "IRE Standards on Methods of Measuring Noise in Linear
Two-Ports, 1959", Proc. IRE, Band 48, Seiten 60-68, Januar
1960. Diese Definition führt zu folgender Gleichung:
Rauschzahl = F = N₀/(GNi) (1)
wobei N₀ und Ni in Watt angegeben sind, und die Rauschlei
stungsausgabe bzw. -eingabe darstellen, und G stellt den Ge
winn des DUT dar.
Das Verfahren in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbei
spiel der Erfindung verwendet drei Ausgangsrauschleistungs
messungen, um die Einseitenbandausgangsrauschleistung bei
einer erwünschten HF-Meßfrequenz zu erhalten. Die erste
Messung wird mit dem Lokaloszillator 106 durchgeführt, der
durch die Steuerung 112 höher als die erwünschte HF einge
stellt ist, wie es durch das Bezugszeichen 200 in Fig. 3
angezeigt ist. Die Zwischenfrequenz (ZF₁) wird durch die
Steuerung 112 derart ausgewählt, daß die zwei gemessenen
Seitenbänder bei der erwünschten HF und bei HF+2ZF₁ auf
treten, wie es durch das Bezugszeichen 202, das in Fig. 3
gezeigt ist, angezeigt ist. Unter Verwendung der Gleichung
(1) ergibt dies die erste Ausgangsrauschleistungsmessung:
N₁ = (FGNi)HF + (FGNi)HF+2ZF₁, (2)
wie es durch das Bezugszeichen 204 in Fig. 3 angezeigt ist.
Für die zweite Messung ist der Lokaloszillator 106 niedriger
als die erwünschte HF eingestellt, wie es durch das Bezugs
zeichen 206 in Fig. 3 angezeigt ist. Die Zwischenfrequenz
bleibt dieselbe derart, daß die gemessenen Seitenbänder bei
der erwünschten HF und bei HF-2ZF₁ auftreten, wie es durch
das Bezugszeichen 208 in Fig. 3 angezeigt ist. Durch erneu
tes Verwenden der Gleichung (1) ergibt dies eine zweite Aus
gangsrauschleistungsmessung:
N₂ = (FGNi)HF + (FGNi)HF-2ZF₁, (3)
wie es durch das Bezugszeichen 210 in Fig. 3 angezeigt ist.
Die dritte Messung wird mit dem Lokaloszillator 106 durchge
führt, der auf die erwünschte HF eingestellt ist, wie es
durch das Bezugszeichen 212 in Fig. 3 angezeigt ist. Die
Zwischenfrequenz ist auf das doppelte der vorhergehenden
Frequenz (ZF₂=2×ZF₁) derart eingestellt, daß die zwei
Seitenbänder bei HF+2ZF₁ und HF-2ZF₁ auftreten, wie es durch
das Bezugszeichen 214 in Fig. 3 angezeigt ist. Durch
erneutes Anwenden der Gleichung (1) ergibt dies eine dritte
Ausgangsrauschleistungsmessung:
N₃ = (FGNi)HF+2ZF₁ + (FGNi)HF-2ZF₁, (4)
wie es durch das Bezugszeichen 216 in Fig. 3 gezeigt ist.
In den Gleichungen (2), (3) und (4) sind N₁, N₂ und N₃ in
Watt angegeben. Wenn die ersten zwei dieser Ausgangsrausch
leistungsmessungen zusammenaddiert wird, und die dritte ab
gezogen wird, ergibt sich:
N₁ + N₂ - N₃ = 2(FGNi)HF (5)
Dies eliminiert die Leistung der unerwünschten Seitenbänder
und enthält lediglich die Rauschleistung bei der erwünschten
HF-Meßfrequenz. Deshalb gilt:
Fig. 4 zeigt graphisch, wie die dritte Messung die unerwün
schten Seitenbänder aus den vorhergehenden zwei Messungen
löscht.
Die Auswirkung einer Änderung der Rauschquellenausgangsim
pedanz zwischen ihrem "heißen" und "kalten" Zustand auf die
Meßgenauigkeit wurde bereits untersucht. Siehe G. Mamola und
M. Sannino, "Source Mismatch Effects on Measurements of
Linear Two-Port Noise Temperatures", IEEE Trans. Instrum.
Meas., Band IM-24, Nr. 3, Seiten 239-242, September 1975,
und N.J. Kuhn, "Curing a Subtile but Significant Cause of
Noise Figure Error", Microwave Journal, Seiten 85-98, Juni
1984. Die Auswirkung der Rauschquellenimpedanz-Fehlanpassung
auf die Empfängerrauschzahl und den Gewinn wurde ebenfalls
untersucht. Siehe L. Pradell, A. Comeron und A. Ramirez, "A
General Analysis of Errors in Noise Measurement Systems",
18th European Microwave Conference, Seiten 924-929, 1988,
M.W. Pospieszalski, "On the Measurement of Isolator and
Receiver with Isolator at the Input", IEEE Trans. Microwave
Theory Tech. Band MTT-34, Nr. 4, Seiten 451-453, April
1986, und U. Meier, "Measurements of Non-Matched Twoports
with Automatic Noise Figure Meters", Arch. Elektron. Über
tragungstechn., Band 43, Nr. 2, Seiten 125-128, 1989.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Verfahrens
der Erfindung werden die Ausgangsrauschleistungsmessungen
sowohl für die Änderungen der Ausgangsimpedanz der Rausch
quelle 102 als auch bezüglich einer Rauschquellenimpedanz-
Fehlanpassung bezüglich des Empfängers 108 korrigiert.
Anfänglich werden die S-Parameter des DUT und des Isolators
110 und der Rauschquellenausgangsreflexionskoeffizient in
dem "heißen" und "kalten" Zustand auf eine herkömmliche Art
über den interessierenden Frequenzbereich unter Verwendung
eines Vektornetzwerkanalysators charakterisiert, wie es
durch das Bezugszeichen 298 in Fig. 5 angezeigt ist. Der
kalte Zustand der Rauschquelle 102 ist derjenige, bei dem
die Rauschdiode, die in die Rauschquelle eingebaut ist,
"ausgeschaltet" ist, so daß die Rauschquelle als ein Wider
stand auf Raumtemperatur erscheint, dessen Wert gleich der
charakteristischen Impedanz des restlichen Rauschmeßsystems
100, z. B. 50 Ohm, ist. Der heiße Zustand der Rauschquelle
102 ist derjenige, bei dem die Rauschdiode "eingeschaltet"
ist, so daß die Rauschquelle als ein Widerstand bei einer
erhöhten Temperatur erscheint. Sowohl die heiße als auch die
kalte Ausgangsrauschleistungsmessung werden durchgeführt,
wenn die Rauschquelle 102 mit dem Eingang des Isolators 110
verbunden ist, um den Empfänger 108 zu kalibrieren, wie es
in Fig. 2B gezeigt ist. Kalte Rauschleistungsmessungen wer
den dann mit dem DUT durchgeführt, das zwischen die Rausch
quelle 102 und den Isolator 110 eingefügt ist, wie es in
Fig. 2A gezeigt ist.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Verfahrens
der Erfindung werden während des Kalibrierungsmodus drei
heiße und drei kalte Ausgangsrauschleistungsmessungen, und
während des Messungsmodus drei Ausgangsrauschleistungs
messungen, bei denen das DUT zwischen die Rauschquelle 102
und den Isolator 110 eingefügt ist, bei jeder Frequenz
durchgeführt, um eine Einseitenbandrauschzahl für das DUT zu
erhalten. In jedem Fall wird eine erste Messung durchge
führt, bei der der Lokaloszillator 106 durch die Steuerung
112 höher als die erwünschte HF eingestellt wird, wie es
durch das Bezugszeichen 300 in Fig. 5 angezeigt ist. Die
Zwischenfrequenz (ZF₁) wird durch die Steuerung 112 derart
ausgewählt, daß die zwei gemessenen Seitenbänder bei der
erwünschten HF und bei HF+2ZF₁ auftreten, wie es durch das
Bezugszeichen 302 in Fig. 5 angezeigt ist. Dies führt zu
einer heißen Kalibrierung (NH1), einer kalten Kalibrierung
(NC1) und einer ersten Messung (NMESS1) der Ausgangsrausch
leistungsmessungen:
NH1 = [(kBTH + kBTR)GR(0)MH]HF
+ [(kBTH + kBTR)GR(0)MH]HF + 2ZF₁ (7)
wie es durch das Bezugszeichen 304 in Fig. 5 angezeigt ist,
NC1 = [(kBTC+kBTR)GR(0)MC]HF
+ [(kBTC + kBTR)GR(0)MC]HF + 2ZF₁ (8)
wie es durch das Bezugszeichen 306 in Fig. 5 angezeigt ist,
und
NMESS1 = [[(kBTC + kBTE)GDUT + kBTR]GR(0)MDUT]HF
+ [[(kBTC + kBTE)GDUT
+ kBTR]GR(0)MDUT]HF+2ZF₁ (9)
+ kBTR]GR(0)MDUT]HF+2ZF₁ (9)
wie es durch das Bezugszeichen 308 in Fig. 5 angezeigt ist.
TH und TC sind die Temperaturen der Rauschquelle 102 in
ihrem heißen und kalten Zustand, der durch die Steuerung 112
ausgewählt ist (TH ist aus dem überschüssigen Rauschverhält
nis der Rauschquelle berechnet), und TR und TE sind die
wirksamen Eingangsrauschtemperaturen des Empfängers 108 bzw.
des DUT. B stellt die Meßbandbreite dar, und k ist die
Boltzmann-Konstante.
GR(0) ist der verfügbare Gewinn des Empfängers 108, wenn ein
Reflexionskoeffizient von Null mit dem Eingang des Empfän
gers 108 verbunden ist. Wenn dieser Reflexionskoeffizient
nicht Null ist, ist dieser verfügbare Gewinn des Empfängers
108 über Fehlanpassungsfaktoren mit GR(0) verbunden. Siehe
U. Meier, "Measurements of Non-Matched Twoports with Auto
matic Noise Figure Meters", Arch. Elektron. Übertragungs
techn., Band 43, Nr. 2, Seiten 125-128, 1989, und U.
Meier, J.H. Hinken, und M. Ikonomou, "Rauschparameter von
GaAs-MESFETs in Flossenleitungstechnik", Kleinheubacher
Berichte, Band 32, Seiten 137-145, 1989. Die Fehlanpas
sungsfaktoren lauten wie folgt
wobei ΓAUS der Ausgangsreflexionskoeffizient des Testgerätes
ist, wenn es mit der Rauschquelle 102 verbunden ist, ΓSH und
ΓSC sind die Ausgangsreflexionskoeffizienten der Rauschquel
le in ihrem heißen bzw. kalten Zustand, und S11ISL stellt
S₁₁ des Isolators 110 dar.
GDUT ist der verfügbare Gewinn des DUT bei einer bestimmten
Frequenz und wird aus dessen S-Parametern und aus dem Aus
gangsreflexionskoeffizienten der Rauschquelle unter Verwen
dung der nachfolgenden bekannten Beziehung berechnet:
Für die zweite Messung ist der Lokaloszillator 106 niedriger
als die erwünschte HF eingestellt, wie dies durch das Be
zugszeichen 210 in Fig. 5 angezeigt ist. Die Zwischenfre
quenz bleibt dieselbe derart, daß die gemessenen Seitenbän
der bei der erwünschten HF und bei HF-2ZF₁ auftreten, wie es
durch das Bezugszeichen 312 in Fig. 5 angezeigt ist. Dies
führt zu einer heißen Kalibrierung (NH2), einer kalten Kali
brierung (NC2) und einer zweiten Messung (NMESS2) der Aus
gangsrauschleistungsmessungen von:
NH2 = [(kBTH+kBTR)GR(0)MH]HF
+ [(kBTH+kBTR)GR(0)MH]HF-2ZF₁ (12)
wie es durch das Bezugszeichen 314 in Fig. 5 angezeigt ist,
NC2 = [(kBTC+kBTR)GR(0)MC]HF
+ [(kBTC+kBTR)GR(0)MC]HF-2ZF₁ (13)
wie es durch das Bezugszeichen 316 in Fig. 5 angezeigt ist,
und
NMESS2 = [[(kBTC+kBTE)GDUT + kBTR]GR(0)MDUT]HF
+ [[(kBTC+kBTE)GDUT
+ kBTR]GR(0)MDUT]HF-2ZF₁ (14)
+ kBTR]GR(0)MDUT]HF-2ZF₁ (14)
wie es durch das Bezugszeichen 318 in Fig. 5 angezeigt ist.
Die dritte Messung wird mit dem Lokaloszillator 106 durch
geführt, der auf die erwünschte HF eingestellt ist, wie es
durch das Bezugszeichen 320 in Fig. 5 angezeigt ist. Die
Zwischenfrequenz ist auf das doppelte ihrer vorherigen Fre
quenz (ZF₂=2 × ZF₁) derart ausgewählt, daß die zwei Seiten
bänder bei HF+2ZF₁ und HF-2ZF₁ auftreten, wie es durch das
Bezugszeichen 322 in Fig. 5 angezeigt ist. Dies führt zu
einer heißen Kalibrierung (NH3), einer kalten Kalibrierung
(NC3) und einer dritten Messung (NMESS3) der Ausgangsrausch
leistungsmessungen von:
NH3 = [(kBTH+kBTR)GR(0)MH]HF+2ZF₁
+ [(kBTH+kBTR)GR(0)MH]HF-2ZF₁ (15)
wie es durch das Bezugszeichen 324 in Fig. 5 angezeigt ist,
NC3 = [(kBTC+kBTR)GR(0)MC]HF+2ZF₁
+ [(kBTC+kBTR)GR(0)MC]HF-2ZF₁ (16)
wie es durch das Bezugszeichen 326 in Fig. 5 angezeigt ist,
und
NMESS3 = [[(kBTC+kBTE)GDUT + kBTR]GR(0)MDUT]HF+2ZF₁
+ [[(kBTC+kBTE)GDUT
+ kBTR]GR(0)MDUT]HF-2ZF₁ (17)
+ kBTR]GR(0)MDUT]HF-2ZF₁ (17)
wie es durch das Bezugszeichen 328 in Fig. 5 angezeigt ist.
Alle Rauschleistungen sind in Watt angegeben. Wenn die er
sten zwei dieser Ausgangsrauschleistungsmessungen zusammen
addiert werden und die dritte subtrahiert wird, ergibt sich:
NH = NH1 + NH2 -NH3 = 2[(kBTH + kBTR)GR(0)MH]HF (18)
NC = NC1 + NC2 -NC3 = 2[(kBTC + kBTR)GR(0)MC]HF (19)
NMESS = NMESS1 + NMESS2 - NMESS3
= 2[[(kBTC + kBTE)GDUT + kBTR]GR(0)MDUT]HF (20)
Durch dieses Verfahren wird die Leistung der unerwünschten
Seitenbänder eliminiert, und es bleibt lediglich die Rausch
leistung bei der erwünschten HF-Frequenz zurück. Fig. 4
stellt dies in graphischer Form dar. Ferner ist die Rausch
temperatur TR des Empfängers 108, wenn er mit einem zu
testenden Gerät mit einem Ausgangsreflexionskoeffizienten
von Null verbunden ist, mit dem Empfängerrauschfaktor durch
dieselben Fehlanpassungsfaktoren wie GR(0) verbunden:
siehe U. Meier, "Measurements of Non-Matched Twoports with
Automatic Noise Figure Meters", Arch. Elektron. Übertra
gungstechn., Band 43, Nr. 2, Seiten 125-128, 1989, und U.
Meier, J.H. Hinken und M. Ikonomou, "Rauschparameter von
GaAs-MESFETs in Flossenleitungstechnik", Kleinheubacher Be
richte, Band 32, Seiten 137-145, 1989.
Ein Verbinden dieses mit den Gleichungen (18), (19) und (20)
ergibt:
NH = 2kBGR(0)[T₀FR(0) + MH(TH - T₀)] (22)
NC = 2kBGR(0)[T₀FR(0) + MC(TC - T₀)] (23)
NMESS = 2kBGR(0)[T₀FR(0) + MDUT(T₀FDUTGDUT + TCGDUT
- T₀GDUT -T₀)] (24)
Das Abziehen der Gleichung (23) von der Gleichung (24) und
das Umordnen ergibt:
Wenn der Einfachheit halber angenommen wird, das TC gleich
T₀ ist, ergeben die Gleichungen (23), (24) und (25):
wie es durch das Bezugszeichen 330 in Fig. 5 angezeigt ist.
Die Rauschzahl des Testgerätes ist einfach dessen Rausch
faktor in dB ausgedrückt.
Eine Anzahl von Annahmen sind für die obigen Ableitungen
vorausgesetzt. Diese Annahmen lauten wie folgt.
Die erste Annahme besteht darin, daß sich die Form des
Durchlaßbereichs des Empfängers 108 zwischen den zwei Zwi
schenfrequenzen (ZF₁ und ZF₂) nicht ändert. Das HP 8970A
Rauschzahlmeßgerät, das als Empfänger 108 verwendet wird,
hat eine Bandbreite von etwa 4 MHz. Fig. 4 stellt die ge
messenen Rauschleistungen mit idealerweise identischen Band
breiten dar. Die Form des Durchlaßbereichs muß nicht ideal
sein, aber ein Fehler wird auftreten, wenn sich die Form des
Durchlaßbereichs zwischen den zwei Zwischenfrequenzen än
dert, nachdem dies die Auslöschung der unerwünschten Seiten
bänder nachteilhaft beeinflußt.
Die zweite Annahme besteht darin, daß der Mischer 104 beide
Seitenbänder mit derselben Proportion bei jeder ZF abwärts
mischt. Von der Leistung, die durch einen Mischer abwärts
gemischt wird, wird typischerweise angenommen, daß hier ein
Durchschnitt der Leistung in den zwei Seitenbändern ist. Ob
wohl es nicht erforderlich ist, daß jedes Seitenband mit
derselben Proportion abwärts gemischt wird, wird ein Fehler
auftreten, wenn sich die Unsymmetrie bezüglich der unter
schiedlichen Zwischenfrequenzen ändert.
Es ist wahrscheinlich, daß die ersten zwei Annahmen zutref
fen, vorausgesetzt, daß die Zwischenfrequenz des Empfängers
108 verglichen mit der Empfängerbandbreite hoch ist. Eine 4-
MHz-Bandbreite ist z. B. ein bedeutender Abschnitt einer ZF
von 10 MHz, so daß die Änderung der Durchlaßbereichform bei
der Verwendung von Zwischenfrequenzen von 10 MHz und 20 MHz
bedeutender ist, als bei der Verwendung von 100 MHz und 200
MHz.
Die dritte Annahme besteht darin, daß der Empfänger 108 ge
nau auf die HF-Meßfrequenz abgestimmt wird. Das HP 8970A
Rauschzahlmeßgerät, das als Empfänger 108 verwendet wird,
hat einen maximalen Abstimmfehler von ± 6 MHz. Siehe HP
8970A Operating and Service Manual, HP-Artikel-Nr. 08970-
90015, Hewlett-Packard Company, Palo Alto, Kalifornien. Ein
Empfängerabstimmfehler könnte wiederum die Auslöschung der
unerwünschten Seitenbänder nachteilhaft beeinflussen. Wenn
der Empfänger 108 nicht genau auf dieselbe Frequenz wie der
Vektornetzwerkanalysator, der verwendet wird, um die S-Para
meter zu messen, einstellbar ist, werden ebenfalls Fehler
bei der Korrektur einer Impedanzfehlanpassung auftreten. Für
moderne Meßempfänger mit synthetisierten Lokaloszillatoren
ist diese Annahme gültig. Fehler, die durch Abstimmungenau
igkeiten bei der Messung von sehr schlecht angepaßten Gerä
ten erzeugt werden, wurden von E.C. Valk, D. Routledge, J.F.
Vaneldik und T.L. Landecker, "Microwave Noise Measurement
Errors Caused by Frequency Discrepancies and Nonzero Band
width", IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Band MTT-42, Nr.
6, Seiten 983-989, Dezember 1993 untersucht, sind aber
hier wahrscheinlich vernachlässigbar.
Ferner wird angenommen, daß die Umgebungsmeßtemperatur bei
290K stabil ist. Einer von 290K unterschiedlichen Temperatur
wird in den Ableitungen ohne weiteres Rechnung getragen,
aber wenn sich die Temperatur zwischen den Ausgangsrausch
leistungsmessungen, die bei unterschiedlichen Zwischenfre
quenzen durchgeführt werden, ändern würde, würde sich ein
Fehler ergeben. Von diesem Effekt sei angenommen, daß er
vernachlässigbar ist. Siehe M.W. Pospieszalski, "Comments on
"Simultaneous Determination of Transistor Noise, Gain and
Scattering Parameters for Amplifier Design Through Noise
Figure Measurements Only" and reply by G. Martines and M.
Sannino", IEEE Trans. Instrum. Meas., Band IM-35, Nr. 2,
Seiten 228, Juni 1986 und M.W. Pospieszalski, "Comments on
'A Method for Measurement of Losses in the Noise-Matching
Microwave Network While Measuring Transistor Noise Para
meters' and reply by G. Martines and M. Sannino", IEEE
Trans. Microwave Theory Tech., Band MTT-36, Nr. 1, Seiten
170-172, Januar 1988.
Die letzte Annahme besteht darin, daß der Isolator 110 ideal
ist. Von dem Fehler, der durch Verwendung eines realen Iso
lators erzeugt wird, sei angenommen, daß es über den inter
essierenden Frequenzbereich vernachlässigbar ist.
Das Verfahren zum Bestimmen der Einseitenbandrauschzahl aus
Zweiseitenbandmessungen gemäß der Erfindung wurde für aktive
und passive Geräte bei Frequenzen im Bereich von 3 GHz bis 4
GHz und mit ZF₁ = 200 MHz und ZF₂ = 400 MHz getestet. Der
Gewinn jedes DUT als eine Funktion der Frequenz wurde unter
Verwendung eines HP 8510C Vektor-Netzwerkanalysators gemes
sen, der von der Hewlett-Packard Company, Palo Alto, Kali
fornien erhältlich ist, und die Ausgangsrauschleistungen
wurden mit einem HP 8970A Rauschzahlmeßgerät gemessen. Ein 6-
dB-Dämpfungsglied und ein gehäuster MMIC-Verstärker wurden
als Testgeräte verwendet. Um zu demonstrieren, daß das Ver
fahren gemäß der Erfindung genau ist, wurden Testgeräte ge
messen, die eine Rauschzahl aufweisen, die sich stark mit
der Frequenz ändert. Um dies zu erreichen, wurden Wellen
leiterabschnitte (WR-187) mit den Eingängen des Dämpfungs
gliedes und des Verstärkers verbunden, und die Rauschzahlen
der sich ergebenden Kaskaden wurden etwa bei der Grenzfre
quenz des Wellenleiters, wo sich die Dämpfung scharf ändert,
gemessen.
Fig. 6 stellt die Zweiseitenband-Rauschzahl und die verfüg
bare Dämpfung der Wellenleiter/Dämpfungsglied-Kaskade dar,
um darzustellen, wie eine DSB-Rauschzahlmessung von dem er
warteten Wert bei einer bestimmten Frequenz für Testgeräte
abweicht, die keine flache Frequenzantwort haben, und daß
das Ergebnis von der ZF abhängt, wie es erwartet wurde. Die
Rauschzahl sollte für ein passives Gerät gleich der verfüg
baren Dämpfung sein.
Die Rauschzahl, die unter Verwendung der Gleichung (26) für
die Wellenleiter/Dämpfungsglied-Kaskade berechnet wurde, und
die verfügbare Dämpfung des Testgerätes sind in Fig. 7 dar
gestellt. Es kann gesehen werden, daß das Verfahren zum Be
stimmen der Einseitenband-Rauschzahl aus Zweiseitenband-Mes
sungen gemäß dem Verfahren der Erfindung Rauschzahlen er
zeugt, die fast auf den möglichen Dämpfungswerten liegen,
anders als bei den äquivalenten Zweiseitenbandmessungen, die
in Fig. 6 gezeigt sind.
Die Rauschzahl, die unter Verwendung der Gleichung (26) für
die Wellenleiter/Verstärker-Kaskade berechnet wurde, ist in
Fig. 8 dargestellt. Die äquivalenten Rauschzahlen, die durch
eine DSB-Rauschleistungsmessung mit kleiner ZF berechnet
wurden, und die verfügbare Dämpfung sind zum Vergleich eben
falls dargestellt. Die Rauschzahl bei Frequenzen unterhalb
der Grenzfrequenz des Wellenleiters ist aufgrund des Ver
lustes, der durch den Wellenleiter hinzugefügt wird, hoch.
Die Rauschzahl des Testgeräts sollte deshalb derselben Form
der Dämpfung folgen, obwohl die Rauschzahl aufgrund des
Rauschens, das durch den Verstärker hinzugefügt wird, einen
höheren Wert aufweist.
Fig. 9 stellt abschließend, als einen Test der Impedanz-
Fehlanpassungskorrekturprozedur, den verfügbaren Gewinn und
die Rauschzahl eines passiven, mechanischen Abstimmgliedes
dar, das eingestellt ist, um eine schlechte Eingangs- und
Ausgangs-Anpassung zu schaffen. Die gemessene Rauschzahl,
die gezeigt ist, wurde aus der Gleichung (26) bestimmt, und
unter der Annahme eines perfekt angepaßten Testgerätes (d. h.
alle Fehlanpassungsfaktoren sind gleich 1 und GDUT = 21²)
berechnet. Es kann gesehen werden, daß die Ergebnisse, die
ein perfekt angepaßtes Testgerät annehmen, erhebliche Fehler
aufweisen, während die Fehlanpassungs-korrigierten Ergeb
nisse eine Rauschzahl erzeugen, die nahe an dem erwarteten
Wert liegt (innerhalb des Fehlers, der durch Jitter erzeugt
wird).
Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß es gut bekannt
ist, daß eine Zweiseitenband-Rauschzahlmessung dazu neigt,
einen Fehler aufzuweisen, wenn das Testgerät keine flache
Frequenzantwort aufweist. Aus Fig. 6 kann gesehen werden,
daß sich die DSB-Rauschzahlmessung bezüglich einer 6-dB-
Wellenleiter/Dämpfungsglied-Kaskade von dem erwarteten Wert
etwa bei der Grenzfrequenz des Wellenleiters, bei der die
Rauschzahl frequenzabhängig ist, unterscheidet, und bei
höheren Frequenzen mit dieser übereinstimmt, bei denen die
Antwort flacher als erwartet ist. Das Verfahren zum Bestim
men der Einseitenband-Rauschzahl aus Zweiseitenband-Messun
gen in Übereinstimmung mit der Erfindung wurde sowohl auf
die Kalibrierung als auch auf die Messung erfolgreich ange
wendet, um die unerwünschten Seitenbänder herauszulöschen,
und um Einseitenband-Rauschzahlen über den gesamten Meß
frequenzbereich ohne die Notwendigkeit teuerer Filter zu
erreichen. Eine vollständige Impedanz-Fehlanpassungskorrek
tur kann in das Verfahren eingeschlossen werden, und Fig. 9
zeigt, daß dies die Genauigkeit der Messungen für fehlerhaft
angepaßte Testgeräte verbessert hat.
Das Verfahren zum Bestimmen der Einseitenband-Rauschzahl aus
Zweiseitenband-Messungen gemäß der Erfindung erfordert die
Verwendung von drei Rauschleistungsmessungen pro Frequenz.
Obwohl dies bei Messungen über einen Frequenzbereich zeit
aufwendiger erscheint als bei herkömmlichen Techniken,
müssen, wenn die ZF und der Frequenzschritt sorgfältig aus
gewählt sind, lediglich etwas mehr als die herkömmliche An
zahl von Messungen durchgeführt werden. Die zusätzlichen
Messungen werden hauptsächlich bei denselben Frequenzen
durchgeführt, wie bei denjenigen, die bei herkömmlichen
Techniken erforderlich sind, mit lediglich zwei hinzuge
fügten Frequenzpunkten, die in dem Frequenzbereich notwendig
sind. Eine Anzahl von Annahmen wurde für dieses Verfahren
getroffen, aber es wird davon ausgegangen, daß, vorausge
setzt, daß die Zwischenfrequenz verglichen mit der Empfän
gerbandbreite groß genug ist, die Fehler aufgrund dieser
Annahmen vernachlässigbar sein werden.
Es ist offensichtlich, daß die beschriebenen Ausführungs
beispiele der vorliegenden Erfindung verschiedenen Modifi
kationen Änderungen und Anpassungen ausgesetzt werden kön
nen. Obwohl eine externe Steuerung 112 in Fig. 2A und 2B
gezeigt ist, kann die Steuerung z. B. alternativ eine interne
Steuerung sein, wie z. B. ein Mikroprozessor, der in dem Emp
fänger 108 eingebaut ist. Ferner kann die Rauschdiode, die
in der Rauschquelle 102 eingebaut ist, alternativ ein Wider
stand sein, der durch einen Ofen aufgeheizt wird, und durch
flüssigen Stickstoff abgekühlt wird, um den heißen bzw. den
kalten Zustand der Rauschquelle zu erzeugen. Die Rauschquel
le 102 kann ebenfalls eine Gasentladungsröhre sein, die ein-
oder ausgeschaltet ist, oder sie kann eine Antenne sein, die
abwechselnd auf den Boden (oder einen Funkstern) und auf den
leeren Himmel gerichtet ist, um den heißen bzw. kalten Zu
stand zu erzeugen.
Claims (14)
1. Vorrichtung zum Bestimmen der Einseitenband-Rauschzahl
für ein zu testendes Gerät (DUT) bei einer gegebenen
HF-Meßfrequenz, mit folgenden Merkmalen:
einer Rauschquelle (102) mit einem Ausgang;
einem Mischer (104) mit einem ersten Eingang, einem zweiten Eingang und einem Ausgang;
einem zu testenden Gerät (DUT) mit einem Eingang, der mit dem Ausgang der Rauschquelle (102) verbunden ist, und einem Ausgang, der mit dem ersten Eingang des Mi schers (104) verbunden ist;
einem Lokaloszillator (106) zum Erzeugen eines Lokal oszillatorsignals mit einstellbarer Frequenz, wobei der Lokaloszillator (106) einen Ausgang aufweist, der mit dem zweiten Eingang des Mischers (104) verbunden ist;
einem einstellbaren Zwischenfrequenzempfänger (108) mit einem Eingang, der mit dem Ausgang des Mischers (106) verbunden ist, zum Mischen der Ausgangsrauschleistung des zu testenden Geräts (DUT); und
einer Steuerung (112), die mit dem Lokaloszillator (106) und dem Empfänger (108) verbunden ist;
wobei der Lokaloszillator (106) durch die Steuerung (112) gesteuert ist, um getrennt drei Lokaloszillator signale zu erzeugen, die ein erstes Lokaloszillator signal mit einer Frequenz höher als die gegebene HF-Meß frequenz, ein zweites Lokaloszillatorsignal mit einer Frequenz niedriger als die gegebene HF-Meßfrequenz und ein drittes Lokaloszillatorsignal mit einer Frequenz bei der gegebenen HF-Meßfrequenz umfassen;
wobei der Empfänger (108) durch die Steuerung (112) ge steuert ist, um eine erste Ausgangsrauschleistung des zu testenden Gerätes (DUT) bei einer ersten vorbestimmten Zwischenfrequenz, wenn der Lokaloszillator das erste Lo kaloszillatorsignal erzeugt, eine zweite Ausgangsrausch leistung des zu testenden Gerätes (DUT) bei einer vorbe stimmten Zwischenfrequenz, wenn der Lokaloszillator das zweite Lokaloszillatorsignal erzeugt, und eine dritte Ausgangsrauschleistung des zu testenden Gerätes (DUT) bei einer zweiten vorbestimmten Zwischenfrequenz, die das doppelte der ersten Zwischenfrequenz ist, wenn der Lokaloszillator das dritte Lokaloszillatorsignal er zeugt, zu messen; und
wobei die Steuerung (112) die erste, zweite und dritte Ausgangsrauschleistungsmessung zum Auslöschen der Bild rauschleistung kombiniert, um eine Einseitenband-Rausch zahlmessung für das zu testende Gerät (DUT) zu schaffen.
einer Rauschquelle (102) mit einem Ausgang;
einem Mischer (104) mit einem ersten Eingang, einem zweiten Eingang und einem Ausgang;
einem zu testenden Gerät (DUT) mit einem Eingang, der mit dem Ausgang der Rauschquelle (102) verbunden ist, und einem Ausgang, der mit dem ersten Eingang des Mi schers (104) verbunden ist;
einem Lokaloszillator (106) zum Erzeugen eines Lokal oszillatorsignals mit einstellbarer Frequenz, wobei der Lokaloszillator (106) einen Ausgang aufweist, der mit dem zweiten Eingang des Mischers (104) verbunden ist;
einem einstellbaren Zwischenfrequenzempfänger (108) mit einem Eingang, der mit dem Ausgang des Mischers (106) verbunden ist, zum Mischen der Ausgangsrauschleistung des zu testenden Geräts (DUT); und
einer Steuerung (112), die mit dem Lokaloszillator (106) und dem Empfänger (108) verbunden ist;
wobei der Lokaloszillator (106) durch die Steuerung (112) gesteuert ist, um getrennt drei Lokaloszillator signale zu erzeugen, die ein erstes Lokaloszillator signal mit einer Frequenz höher als die gegebene HF-Meß frequenz, ein zweites Lokaloszillatorsignal mit einer Frequenz niedriger als die gegebene HF-Meßfrequenz und ein drittes Lokaloszillatorsignal mit einer Frequenz bei der gegebenen HF-Meßfrequenz umfassen;
wobei der Empfänger (108) durch die Steuerung (112) ge steuert ist, um eine erste Ausgangsrauschleistung des zu testenden Gerätes (DUT) bei einer ersten vorbestimmten Zwischenfrequenz, wenn der Lokaloszillator das erste Lo kaloszillatorsignal erzeugt, eine zweite Ausgangsrausch leistung des zu testenden Gerätes (DUT) bei einer vorbe stimmten Zwischenfrequenz, wenn der Lokaloszillator das zweite Lokaloszillatorsignal erzeugt, und eine dritte Ausgangsrauschleistung des zu testenden Gerätes (DUT) bei einer zweiten vorbestimmten Zwischenfrequenz, die das doppelte der ersten Zwischenfrequenz ist, wenn der Lokaloszillator das dritte Lokaloszillatorsignal er zeugt, zu messen; und
wobei die Steuerung (112) die erste, zweite und dritte Ausgangsrauschleistungsmessung zum Auslöschen der Bild rauschleistung kombiniert, um eine Einseitenband-Rausch zahlmessung für das zu testende Gerät (DUT) zu schaffen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der einstellbare
Zwischenfrequenzempfänger (108) ein Rauschzahlmeßgerät
ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Steue
rung die erste, zweite und dritte Ausgangsrauschlei
stungsmessung zum Auslöschen der Bildrauschleistung kom
biniert, um eine Einseitenband-Rauschzahlmessung für das
zu testende Gerät (DUT) zu schaffen, durch Addieren der
ersten Ausgangsrauschleistungsmessung und der zweiten
Ausgangsrauschleistungsmessung und durch Abziehen der
dritten Ausgangsrauschleistungsmessung, um eine unkor
rigierte Einseitenband-Rauschzahlmessung für das zu
testende Gerät (DUT) zu schaffen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner
einen Isolator umfaßt, der einen Eingang, der mit dem
Ausgang des zu testenden Gerätes (DUT) verbunden ist,
und einen Ausgang, der mit dem ersten Eingang des Mi
schers (106) verbunden ist, aufweist, um eine Korrektur
zu vereinfachen, um die Änderung der Rauschzahl und des
Gewinns des Empfängers (108) durch eine Rauschquellenim
pedanz-Fehlanpassung mit einzubeziehen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem
die Steuerung (112) eine externe Steuerung ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der
die Steuerung (112) eine interne Steuerung ist, die in
den abstimmbaren Zwischenfrequenzempfänger (108) ein
gebaut ist.
7. Verfahren zum Bestimmen der Einseitenband-Rauschzahl für
ein zu testendes Gerät (DUT) bei einer gegebenen HF-Meß
frequenz, mit folgenden Verfahrensschritten:
Verbinden eines Eingangs des zu testenden Geräts (DUT) mit einem Ausgang einer Rauschquelle (102);
Verbinden eines Ausgangs des zu testenden Gerätes mit einem ersten Eingang eines Mischers (104);
Verbinden eines Lokaloszillators (106) mit einem zweiten Eingang des Mischers (104);
Verbinden eines Ausgangs des Mischers (104) mit einem einstellbaren Zwischenfrequenzempfänger (108);
Erzeugen eines ersten Lokaloszillatorsignals mit einer Frequenz höher als die gegebene HF-Meßfrequenz (200);
Auswählen einer ersten Empfängerzwischenfrequenz (ZF₁) derart, daß die zwei Seitenbänder bei der gegebenen HF- Meßfrequenz und bei HF+2ZF₁ auftreten (202);
Messen einer ersten Ausgangsrauschleistung mit dem Emp fänger: N₁ = (FGNi)HF + (FGNi)HF+2ZF₁,während das erste Lokaloszillatorsignal erzeugt wird, und die erste Empfängerzwischenfrequenz ausgewählt ist (204);
Erzeugen eines zweiten Lokaloszillatorsignals mit einer Frequenz niedriger als die gegebene HF-Meßfrequenz (206);
Auswählen der ersten Empfängerzwischenfrequenz (ZF₁) derart, daß die zwei gemessenen Seitenbänder bei der ge gebenen HF-Meßfrequenz und bei HF-2ZF₁ auftreten (208);
Messen einer zweiten Ausgangsrauschleistung mit dem Emp fänger (108):N₂ = (FGNi)HF + (FGNi)HF-2ZF₁,während das zweite Lokaloszillatorsignal erzeugt wird, und die erste Empfängerzwischenfrequenz ausgewählt ist (210);
Erzeugen eines dritten Lokaloszillatorsignals mit einer Frequenz, die gleich der gegebenen HF-Meßfrequenz ist (212);
Auswählen einer zweiten Empfängerzwischenfrequenz (ZF₂) als das doppelte der ersten Zwischenfrequenz (ZF₂ = 2 × ZF₁) derart, daß zwei gemessene Seitenbänder bei HF+2ZF₁ und HF-ZF₁ auftreten (214);
Messen einer dritten Ausgangsrauschleistung mit dem Emp fänger (108):N₃ = (FGNi)HF+2ZF₁ + (FGNi)HF-2ZF₁,während das dritte Lokaloszillatorsignal erzeugt wird, und die zweite Empfängerzwischenfrequenz ausgewählt ist (216);
Verbinden der ersten, zweiten und dritten Rauschlei stungsmessung durch Addieren der ersten und der zweiten, und durch Subtrahieren der dritten:N₁ + N₂ - N₃ = 2(FGNi)HF,um die Leistung der unerwünschten Seitenbänder zu eli minieren, und lediglich die Rauschleistung bei der ge gebenen HF-Meßfrequenz zu erhalten; und
Bestimmen der Einseitenband-Rauschzahl für das zu te stende Gerät (DUT) als: wobei Ni das Rauschleistungseingangssignal darstellt, und G den Gewinn des zu testenden Geräts (DUT) darstellt (218).
Verbinden eines Eingangs des zu testenden Geräts (DUT) mit einem Ausgang einer Rauschquelle (102);
Verbinden eines Ausgangs des zu testenden Gerätes mit einem ersten Eingang eines Mischers (104);
Verbinden eines Lokaloszillators (106) mit einem zweiten Eingang des Mischers (104);
Verbinden eines Ausgangs des Mischers (104) mit einem einstellbaren Zwischenfrequenzempfänger (108);
Erzeugen eines ersten Lokaloszillatorsignals mit einer Frequenz höher als die gegebene HF-Meßfrequenz (200);
Auswählen einer ersten Empfängerzwischenfrequenz (ZF₁) derart, daß die zwei Seitenbänder bei der gegebenen HF- Meßfrequenz und bei HF+2ZF₁ auftreten (202);
Messen einer ersten Ausgangsrauschleistung mit dem Emp fänger: N₁ = (FGNi)HF + (FGNi)HF+2ZF₁,während das erste Lokaloszillatorsignal erzeugt wird, und die erste Empfängerzwischenfrequenz ausgewählt ist (204);
Erzeugen eines zweiten Lokaloszillatorsignals mit einer Frequenz niedriger als die gegebene HF-Meßfrequenz (206);
Auswählen der ersten Empfängerzwischenfrequenz (ZF₁) derart, daß die zwei gemessenen Seitenbänder bei der ge gebenen HF-Meßfrequenz und bei HF-2ZF₁ auftreten (208);
Messen einer zweiten Ausgangsrauschleistung mit dem Emp fänger (108):N₂ = (FGNi)HF + (FGNi)HF-2ZF₁,während das zweite Lokaloszillatorsignal erzeugt wird, und die erste Empfängerzwischenfrequenz ausgewählt ist (210);
Erzeugen eines dritten Lokaloszillatorsignals mit einer Frequenz, die gleich der gegebenen HF-Meßfrequenz ist (212);
Auswählen einer zweiten Empfängerzwischenfrequenz (ZF₂) als das doppelte der ersten Zwischenfrequenz (ZF₂ = 2 × ZF₁) derart, daß zwei gemessene Seitenbänder bei HF+2ZF₁ und HF-ZF₁ auftreten (214);
Messen einer dritten Ausgangsrauschleistung mit dem Emp fänger (108):N₃ = (FGNi)HF+2ZF₁ + (FGNi)HF-2ZF₁,während das dritte Lokaloszillatorsignal erzeugt wird, und die zweite Empfängerzwischenfrequenz ausgewählt ist (216);
Verbinden der ersten, zweiten und dritten Rauschlei stungsmessung durch Addieren der ersten und der zweiten, und durch Subtrahieren der dritten:N₁ + N₂ - N₃ = 2(FGNi)HF,um die Leistung der unerwünschten Seitenbänder zu eli minieren, und lediglich die Rauschleistung bei der ge gebenen HF-Meßfrequenz zu erhalten; und
Bestimmen der Einseitenband-Rauschzahl für das zu te stende Gerät (DUT) als: wobei Ni das Rauschleistungseingangssignal darstellt, und G den Gewinn des zu testenden Geräts (DUT) darstellt (218).
8. Verfahren nach Anspruch 7, das ferner folgende Verfah
rensschritte aufweist:
Trennen des Eingangs des zu testenden Geräts (DUT) von dem Ausgang der Rauschquelle (102) und des Ausgangs des zu testenden Geräts (DUT) von dem ersten Eingang des Mischers (104);
Verbinden eines Eingangs des Isolators (110) mit dem Ausgang der Rauschquelle (102) und eines Ausgangs des Isolators (110) mit dem ersten Eingang des Mischers (104);
Messen der S-Parameter des zu testenden Geräts (DUT) mit einem Vektor-Netzwerkanalysator, um die verfügbaren Ge winndaten zu erzeugen;
Messen der S-Parameter des Isolators (110) mit dem Vek tor-Netzwerkanalysator, um erste Kalibrierungsdaten zu erzeugen;
Messen eines Ausgangsreflexionskoeffizienten der Rausch quelle (102) in ihrem heißen und in ihrem kalten Zustand mit dem Vektor-Netzwerkanalysator, um zweite Kalibrie rungsdaten zu erzeugen; und
Korrigieren der Ausgangsrauschleistungsmessungen sowohl für eine Änderung der Ausgangsimpedanz der Rauschquelle (102) als auch für eine Rauschquellenimpedanz-Fehlan passung bezüglich des Empfängers (108) unter Verwendung der verfügbaren Gewinndaten und der ersten und zweiten Kalibrierungsdaten.
Trennen des Eingangs des zu testenden Geräts (DUT) von dem Ausgang der Rauschquelle (102) und des Ausgangs des zu testenden Geräts (DUT) von dem ersten Eingang des Mischers (104);
Verbinden eines Eingangs des Isolators (110) mit dem Ausgang der Rauschquelle (102) und eines Ausgangs des Isolators (110) mit dem ersten Eingang des Mischers (104);
Messen der S-Parameter des zu testenden Geräts (DUT) mit einem Vektor-Netzwerkanalysator, um die verfügbaren Ge winndaten zu erzeugen;
Messen der S-Parameter des Isolators (110) mit dem Vek tor-Netzwerkanalysator, um erste Kalibrierungsdaten zu erzeugen;
Messen eines Ausgangsreflexionskoeffizienten der Rausch quelle (102) in ihrem heißen und in ihrem kalten Zustand mit dem Vektor-Netzwerkanalysator, um zweite Kalibrie rungsdaten zu erzeugen; und
Korrigieren der Ausgangsrauschleistungsmessungen sowohl für eine Änderung der Ausgangsimpedanz der Rauschquelle (102) als auch für eine Rauschquellenimpedanz-Fehlan passung bezüglich des Empfängers (108) unter Verwendung der verfügbaren Gewinndaten und der ersten und zweiten Kalibrierungsdaten.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der kalte Zustand der
Rauschquelle (102) derjenige ist, bei dem eine Rausch
diode, die in die Rauschquelle (102) eingebaut ist,
"ausgeschaltet" ist, so daß die Rauschquelle (102) als
ein Widerstand bei Raumtemperatur erscheint, dessen Wert
gleich einer charakteristischen Impedanz ist, und bei
dem der heiße Zustand der Rauschquelle (102) derjenige
ist, bei dem die Rauschdiode "eingeschaltet" ist, so daß
die Rauschquelle (102) als ein Widerstand auf einer er
höhten Temperatur erscheint.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die charakteristische
Impedanz 50 Ohm beträgt.
11. Ein Verfahren zum Bestimmen der Einseitenband-Rauschzahl
für ein zu testendes Gerät (DUT) einer gegebenen HF-Meß
frequenz, das folgende Verfahrensschritte aufweist:
Messen der S-Parameter für ein zu testendes Gerät (DUT) mit einem Vektor-Netzwerkanalysator (298);
Messen der S-Parameter eines Isolators (110) mit dem Vektor-Netzwerkanalysator (298);
Messen eines Ausgangsreflexionskoeffizienten einer Rau schquelle (102) in deren heißem und kaltem Zustand mit dem Vektor-Netzwerkanalysator;
Verbinden eines Eingangs des Isolators (110) mit einem Ausgang der Rauschquelle (102) und einen Ausgang des Isolators (110) mit einem ersten Eingang des Mischers (104);
Verbinden eines Lokaloszillators (106) mit einem zweiten Eingang des Mischers (104);
Verbinden eines Ausgangs des Mischers (104) mit einem abstimmbaren Zwischenfrequenzempfänger (108);
Erzeugen eines ersten Lokaloszillatorsignals mit einer Frequenz höher als die gegebene HF-Meßfrequenz (300);
Auswählen einer ersten Empfängerzwischenfrequenz (ZF₁) derart, daß zwei gemessene Seitenbänder bei der gegebe nen HF-Meßfrequenz und bei HF+2ZF₁ auftreten (302);
Durchführen einer ersten heißen Kalibrierungsmessung (NH1) mit dem Empfänger (304): NH1 = [(kBTH+kBTR)GR(0)MH]HF + [(kBTH+kBTR)GR(0)MH]HF+2ZF₁;Durchführen einer ersten kalten Kalibrierungsmessung (NC1) mit dem Empfänger (306):NC1 = [(kBTC+kBTR)GR(0)MC)HF + [(kBTC+kBTR)GR(0)MC)HF+2ZF₁;Verbinden eines Eingangs des zu testenden Gerätes (DUT) mit dem Ausgang der Rauschquelle (102) und eines Aus gangs des zu testenden Gerätes (DUT) mit dem Eingang des Isolators (110);
Durchführen einer ersten Ausgangsrauschleistungsmessung (NMESS1) mit dem Empfänger (308):NMESS1 = [[(kBTC+kBTE)GDUT + kBTR]GR(0)MDUT]HF + [[(kBTC+kBTE)GDUT
+ kBTRGR(0)MDUT]HF+2ZF₁;Trennen des Eingangs des zu testenden Gerätes (DUT) von dem Ausgang der Rauschquelle (102) und des Ausgangs des zu testenden Gerätes (DUT) von dem Eingang des Isolators (110);
Verbinden des Ausgangs der Rauschquelle (102) mit dem Eingang des Isolators (110);
Erzeugen eines zweiten Lokaloszillatorsignals mit einer Frequenz niedriger als die gegebene HF-Meßfrequenz (310);
Auswählen einer ersten Empfängerzwischenfrequenz (ZF₁) derart, daß zwei gemessene Seitenbänder bei der gegebe nen HF-Meßfrequenz und bei HF-2ZF₁ auftreten (312);
Durchführen einer zweiten heißen Kalibrierungsmessung (NH2) mit dem Empfänger (314):NH2 = [(kBTH+kBTR)GR(0)MH]HF + [(kBTH+kBTR)GR(0)MH]HF-2ZF₁;Durchführen einer zweiten kalten Kalibrierungsmessung (NC2) mit dem Empfänger (316):NC2 = [(kBTC+kBTR)GR(0)MC]HF + [(kBTC+kBTR)GR(0)MC]HF-2ZF₁;Verbinden des Eingangs des zu testenden Gerätes (DUT) mit dem Ausgang der Rauschquelle (102) und des Ausgangs des zu testenden Gerätes (DUT) mit dem Eingang des Iso lators (110);
Durchführen einer zweiten Ausgangsrauschleistungsmessung (NMESS2) mit dem Empfänger (318):NMESS2 = [[(kBTC+kBTE)GDUT + kBTR]GR(0)MDUT]HF + [[(kBTC+kBTE)GDUT
+ kBTR]GR(0)MDUT]HF-2ZF₁;Trennen des Eingangs des zu testenden Gerätes (DUT) von dem Ausgang der Rauschquelle (102) und des Ausgangs des zu testenden Gerätes (DUT) von dem Eingang des Isolators (110);
Verbinden des Ausgangs der Rauschquelle (102) mit dem Eingang des Isolators (110);
Erzeugen eines dritten Lokaloszillatorsignals mit einer Frequenz gleich der gegebenen HF-Meßfrequenz (320);
Auswählen einer zweiten Empfängerzwischenfrequenz (ZF₂), die als das doppelte der ersten Zwischenfrequenz (ZF₂ = 2×ZF₁) derart ausgewählt ist, daß zwei gemessene Seiten bänder bei HF+2ZF₁ und bei HF-2ZF₁ auftreten (322);
Durchführen einer dritten heißen Kalibrierungsmessung (NH3) mit dem Empfänger (324):NH3 = [(kBTH+kBTR)GR(0)MH]HF+2ZF₁ + [(kBTH+kBTR)GR(0)MH]HF-2ZF₁;Durchführen einer dritten kalten Kalibrierungsmessung (NC3) mit dem Empfänger (326):NC3 = [(kBTC+kBTR)GR(0)MC]HF+2ZF₁ + [(kBTC+kBTR)GR(0)MC]HF-2ZF₁Verbinden des Eingangs des zu testenden Gerätes (DUT) mit dem Ausgang der Rauschquelle (102) und des Ausgangs des zu testenden Gerätes (DUT) mit dem Eingang des Iso lators (110);
Durchführen einer dritten Ausgangsrauschleistungsmessung (NMESS3) mit dem Empfänger (328):NMESS3 = [[(kBTC+kBTE)GDUT + kBTR]GR(0)MDUT]HF+2ZF₁ + [[(kBTC+kBTE)GDUT
+ kBTR]GR(0)MDUT]HF-2ZF₁;und
Bestimmen der Einseitenband-Rauschzahl für das zu te stende Gerät (DUT) zu: mit NMESS = NMESS1 + NMESS2 - NMESS3, NH = NH1 + NH2 NH3, NC = NC1 + NC2 - NC3, GR(0) ist der verfügbare Ge winn des Empfängers (108), wenn ein Reflexionskoeffi zient von Null mit dem Empfängereingang verbunden ist, TH und TC = T₀ sind die Temperaturen der Rauschquelle (102) in ihrem heißen und in ihrem kalten Zustand, TR und TE sind die effektiven Eingangsrauschtemperaturen des Empfängers (108) bzw. des zu testenden Gerätes (DUT), GDUT ist der verfügbare Gewinn des zu testenden Gerätes DUT bei einer bestimmten Frequenz, und ist aus dessen S-Parametern und aus dem Ausgangsreflexionskoef fizienten der Rauschquelle (102) unter Verwendung der folgenden Beziehung berechnet: wobei B die Meßbandbreite darstellt, und k die Boltz mann-Konstante ist (320).
Messen der S-Parameter für ein zu testendes Gerät (DUT) mit einem Vektor-Netzwerkanalysator (298);
Messen der S-Parameter eines Isolators (110) mit dem Vektor-Netzwerkanalysator (298);
Messen eines Ausgangsreflexionskoeffizienten einer Rau schquelle (102) in deren heißem und kaltem Zustand mit dem Vektor-Netzwerkanalysator;
Verbinden eines Eingangs des Isolators (110) mit einem Ausgang der Rauschquelle (102) und einen Ausgang des Isolators (110) mit einem ersten Eingang des Mischers (104);
Verbinden eines Lokaloszillators (106) mit einem zweiten Eingang des Mischers (104);
Verbinden eines Ausgangs des Mischers (104) mit einem abstimmbaren Zwischenfrequenzempfänger (108);
Erzeugen eines ersten Lokaloszillatorsignals mit einer Frequenz höher als die gegebene HF-Meßfrequenz (300);
Auswählen einer ersten Empfängerzwischenfrequenz (ZF₁) derart, daß zwei gemessene Seitenbänder bei der gegebe nen HF-Meßfrequenz und bei HF+2ZF₁ auftreten (302);
Durchführen einer ersten heißen Kalibrierungsmessung (NH1) mit dem Empfänger (304): NH1 = [(kBTH+kBTR)GR(0)MH]HF + [(kBTH+kBTR)GR(0)MH]HF+2ZF₁;Durchführen einer ersten kalten Kalibrierungsmessung (NC1) mit dem Empfänger (306):NC1 = [(kBTC+kBTR)GR(0)MC)HF + [(kBTC+kBTR)GR(0)MC)HF+2ZF₁;Verbinden eines Eingangs des zu testenden Gerätes (DUT) mit dem Ausgang der Rauschquelle (102) und eines Aus gangs des zu testenden Gerätes (DUT) mit dem Eingang des Isolators (110);
Durchführen einer ersten Ausgangsrauschleistungsmessung (NMESS1) mit dem Empfänger (308):NMESS1 = [[(kBTC+kBTE)GDUT + kBTR]GR(0)MDUT]HF + [[(kBTC+kBTE)GDUT
+ kBTRGR(0)MDUT]HF+2ZF₁;Trennen des Eingangs des zu testenden Gerätes (DUT) von dem Ausgang der Rauschquelle (102) und des Ausgangs des zu testenden Gerätes (DUT) von dem Eingang des Isolators (110);
Verbinden des Ausgangs der Rauschquelle (102) mit dem Eingang des Isolators (110);
Erzeugen eines zweiten Lokaloszillatorsignals mit einer Frequenz niedriger als die gegebene HF-Meßfrequenz (310);
Auswählen einer ersten Empfängerzwischenfrequenz (ZF₁) derart, daß zwei gemessene Seitenbänder bei der gegebe nen HF-Meßfrequenz und bei HF-2ZF₁ auftreten (312);
Durchführen einer zweiten heißen Kalibrierungsmessung (NH2) mit dem Empfänger (314):NH2 = [(kBTH+kBTR)GR(0)MH]HF + [(kBTH+kBTR)GR(0)MH]HF-2ZF₁;Durchführen einer zweiten kalten Kalibrierungsmessung (NC2) mit dem Empfänger (316):NC2 = [(kBTC+kBTR)GR(0)MC]HF + [(kBTC+kBTR)GR(0)MC]HF-2ZF₁;Verbinden des Eingangs des zu testenden Gerätes (DUT) mit dem Ausgang der Rauschquelle (102) und des Ausgangs des zu testenden Gerätes (DUT) mit dem Eingang des Iso lators (110);
Durchführen einer zweiten Ausgangsrauschleistungsmessung (NMESS2) mit dem Empfänger (318):NMESS2 = [[(kBTC+kBTE)GDUT + kBTR]GR(0)MDUT]HF + [[(kBTC+kBTE)GDUT
+ kBTR]GR(0)MDUT]HF-2ZF₁;Trennen des Eingangs des zu testenden Gerätes (DUT) von dem Ausgang der Rauschquelle (102) und des Ausgangs des zu testenden Gerätes (DUT) von dem Eingang des Isolators (110);
Verbinden des Ausgangs der Rauschquelle (102) mit dem Eingang des Isolators (110);
Erzeugen eines dritten Lokaloszillatorsignals mit einer Frequenz gleich der gegebenen HF-Meßfrequenz (320);
Auswählen einer zweiten Empfängerzwischenfrequenz (ZF₂), die als das doppelte der ersten Zwischenfrequenz (ZF₂ = 2×ZF₁) derart ausgewählt ist, daß zwei gemessene Seiten bänder bei HF+2ZF₁ und bei HF-2ZF₁ auftreten (322);
Durchführen einer dritten heißen Kalibrierungsmessung (NH3) mit dem Empfänger (324):NH3 = [(kBTH+kBTR)GR(0)MH]HF+2ZF₁ + [(kBTH+kBTR)GR(0)MH]HF-2ZF₁;Durchführen einer dritten kalten Kalibrierungsmessung (NC3) mit dem Empfänger (326):NC3 = [(kBTC+kBTR)GR(0)MC]HF+2ZF₁ + [(kBTC+kBTR)GR(0)MC]HF-2ZF₁Verbinden des Eingangs des zu testenden Gerätes (DUT) mit dem Ausgang der Rauschquelle (102) und des Ausgangs des zu testenden Gerätes (DUT) mit dem Eingang des Iso lators (110);
Durchführen einer dritten Ausgangsrauschleistungsmessung (NMESS3) mit dem Empfänger (328):NMESS3 = [[(kBTC+kBTE)GDUT + kBTR]GR(0)MDUT]HF+2ZF₁ + [[(kBTC+kBTE)GDUT
+ kBTR]GR(0)MDUT]HF-2ZF₁;und
Bestimmen der Einseitenband-Rauschzahl für das zu te stende Gerät (DUT) zu: mit NMESS = NMESS1 + NMESS2 - NMESS3, NH = NH1 + NH2 NH3, NC = NC1 + NC2 - NC3, GR(0) ist der verfügbare Ge winn des Empfängers (108), wenn ein Reflexionskoeffi zient von Null mit dem Empfängereingang verbunden ist, TH und TC = T₀ sind die Temperaturen der Rauschquelle (102) in ihrem heißen und in ihrem kalten Zustand, TR und TE sind die effektiven Eingangsrauschtemperaturen des Empfängers (108) bzw. des zu testenden Gerätes (DUT), GDUT ist der verfügbare Gewinn des zu testenden Gerätes DUT bei einer bestimmten Frequenz, und ist aus dessen S-Parametern und aus dem Ausgangsreflexionskoef fizienten der Rauschquelle (102) unter Verwendung der folgenden Beziehung berechnet: wobei B die Meßbandbreite darstellt, und k die Boltz mann-Konstante ist (320).
12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der kalte Zustand
der Rauschquelle (102) derjenige ist, bei dem eine
Rauschdiode, die in der Rauschquelle (102) eingebaut ist
"ausgeschaltet" ist, so daß die Rauschquelle (102) als
ein Widerstand bei Raumtemperatur erscheint, dessen Wert
gleich einer charakteristischen Impedanz ist, und bei
dem der heiße Zustand der Rauschquelle (102) derjenige
Zustand ist, bei dem die Rauschdiode "eingeschaltet"
ist, so daß die Rauschquelle als ein Widerstand auf
einer erhöhten Temperatur erscheint.
13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die charakteristi
sche Impedanz 50 Ohm beträgt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei dem,
wenn der Reflexionskoeffizient nicht Null ist, der ver
fügbare Gewinn des Empfängers (108) über die folgenden
Fehlanpassungsfaktoren mit GR(0) in Beziehung steht:
wobei ΓAUS der Ausgangsreflexionskoeffizient des zu
testenden Gerätes (DUT) ist, wenn es mit der
Rauschquelle (102) verbunden ist, ΓSH und ΓSC sind die
Ausgangsreflexionskoeffizienten der Rauschquelle (102)
in ihrem heißen bzw. kalten Zustand, und S11ISL stellt
S₁₁ des Isolators (110) dar.
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