Wie sich Messgenauigkeit und Durchsatz erhöhen lassen

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Zwei Methoden zur Messung des Rauschens

Heute werden für die Messung des Rauschens hauptsächlich zwei Methoden angewandt: Die häufigste ist die Y-Faktor-Methode oder „Methode der heißen und kalten Quelle“. Hierzu wird am Eingang des Testobjekts, dem Amplifier Under Test, eine Rauschquelle angelegt. Diese erzeugt mehr Rauschen als ein passiver Abschluss bei einer Raumtemperatur von 290 Kelvin.

Wird die Rauschquelle abgeschaltet, ist der Eingang des Testobjekts kalt terminiert, es liegt soviel Rauschen an wie bei einer passiven Terminierung bei Raumtemperatur. Wird die Rauschquelle angeschalten, stellt sie einen heißen Abschluss dar. Heiß bezieht sich nicht auf eine tatsächliche physikalische Temperatur, sondern auf die Äquivalenttemperatur Te, die eine hypothetische Terminierung für den gleichen Rauschpegel haben müsste.

S-Parameter und Rauschleistung messen

Die zweite Methode heißt Kaltquellen-Methode oder direkte Rauschmessung. Bei dieser Technik wird am Ausgang des Testobjekts nur eine einzige Rauschleistungsmessung durchgeführt, wobei der Eingang des Testobjekts mit einer Quellimpedanz auf Raumtemperatur abgeschlossen ist. Dazu wird davon unabhängig noch die Verstärkung des Messobjektes bestimmt. Diese Methode passt besonders gut zu Vektornetzwerkanalysatoren (VNA), weil solche Geräte mit vektorieller Fehlerkorrektur die Verstärkung (S21) sehr genau messen können.

Ein weiterer Vorteil der Kaltquellen-Methode liegt darin, dass sowohl die Messung der S-Parameter als auch die Messung der Rauschleistung mit einer einzigen Verbindung zum Testobjekt durchgeführt werden können, sofern der VNA sowohl an sinusförmigen wie auch an Rauschsignalen Leistungsmessungen durchführen kann. Wenn man einen PNA-X mit seiner zweiten eingebauten Signalquelle und dem eingebauten Combiner einsetzt, lassen sich mit der gleichen Verbindung zum Testobjekt weitere Messungen durchführen, für die zwei Quellensignale gebraucht werden wie bei Intermodulationsverzerrungen (IMD).

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