Метод измерения коэффициента шума способом удвоения выходной мощности шума на частоте 1 кГц

Принцип и условия измерения.

Принцип измерения заключается в удвоении выходной мощности шума.

Режим и условия измерения коэффициента шума: ток эмиттера, напряжение коллектора, выходное сопротивление гене­ратора шума, пересчитанное к входу транзистора, и др. указы­вают в стандартах или технических условиях на транзисторы конкретных типов.

Аппаратура.

Структурная схема измерения коэффициента шума транзистора должна соответствовать указанной на черт. 2.

Черт. 2.

G - генератор шума;

S - переключатель;

VT - измеряемый транзистор;

GВ - блок питания транзистора;

P - индикатор­ный блок;

Е - трехдецибельный аттенюатор;

А - усилитель;

Rl, R2, R3 - резисторы делителя.

Основные элементы, входящие в структурную схему из­мерения, должны соответствовать следующим требованиям.

В качестве генератора шума используют любой источ­ник шумового сигнала, причем R_G=R₂+R₃; R₁>100R_2, где Rg- выходное сопротивление источника сигнала, пересчитанное ко входу транзистора, указанное в стандартах на конкретный тип транзистора; R1, R2, R3 - сопротивления резисторов делителя.

Генератор шума должен быть откалиброван в единицах коэф­фициента шума. Допускается калибровка генератора шума в еди­ницах мощности шума, напряжения шума или относительной шу­мовой температуры.

Блок питания транзистора GB должен обеспечивать режим измеряемого транзистора по постоянному току. Рекомен­дуется применять стабилизированные источники питания.

Индикаторный блок Р должен реагировать на среднее квадратическое значение подаваемого сигнала.

Собственный уровень шумов усилителя совместно с индикато­ром должен быть таким, чтобы основная погрешность измерительных установок нахо­дилась в пределах ±1,5дБ.

Трехдецибельный ослабитель Е позволяет осуществлять отсчет первоначальной и удвоенной мощности на выходе в одной и той же точке отсчета по шкале индикатора.

Усилитель A3должен определять ширину эффективной шумовой полосы, которая не должна превышать 20% частоты из­мерения, если иное не указано в стандартах или технических ус­ловиях на транзисторы конкретных типов. Усилитель A3 дол­жен быть линейным и иметь регулируемый коэффициент уси­ления.

Подготовка и проведение измерения.

Включаем транзистор в схему измерения и устанавливаем режим по постоянному току.

Переключатель S устанавливаем в положение 1 и по пока­занию индикатора фиксируем мощность шума транзистора.

Переключатель S устанавливаем в положение 2 и, постепен­но увеличивая напряжение шума от генератора шума, доводим мощность шумов до такого значения, при котором показания ин­дикатора те же, что и при положении 1 переключателя S.

По отсчетному устройству уровня выходного сигнала генера­тора шума проводим отсчет коэффициента шума транзис­тора.

Допускается отсутствие аттенюатора Е. Тогда в положе­нии 2 переключателя S напряжение шумов от генератора шума увеличиваем до такого значения, при котором показания ин­дикатора в 2 раза превышают показания индикатора, зафиксированные при положении 1 переключателя S.

Обработка результатов.

Коэффициент шума транзистора К_ш отсчитываем по отсчет­ному устройству уровня выходного сигнала генератора шума в соответствии с соотношением

,

где U_Gш — среднее квадратическое значение напряжения шума генератора шума на 1 Гц полосы;

U_G - значение напряжения генератора шума;

P_Gш— мощность шумов генератора шума на 1 Гц полосы;

R_G — выходное сопротивление источника сигнала, пересчи­танное ко входу транзистора;

Df— ширина эффективной шумовой полосы пропускания;

k — постоянная Больцмана, k =l,38*10^-23 Дж/к,

Т₀ = 293 К;

Т — шумовая температура генератора шума.

Показатели точности.

Основная погрешность измерительных установок должна нахо­диться в пределах ±1,5дБ.

II. Методы измерения напряжения насыщения коллектор-эмиттер и база-эмиттер.