JPS60113162A - ノイズ特性測定方法 - Google Patents
ノイズ特性測定方法Info
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- JPS60113162A JPS60113162A JP22122683A JP22122683A JPS60113162A JP S60113162 A JPS60113162 A JP S60113162A JP 22122683 A JP22122683 A JP 22122683A JP 22122683 A JP22122683 A JP 22122683A JP S60113162 A JPS60113162 A JP S60113162A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明はノイズ特性測定方法に関し、特に増幅器等の被
測定回路のノイズ特性を測定する方法に関する。
測定回路のノイズ特性を測定する方法に関する。
背景技術
増幅器等の回路のノイズ特性の1つトシてNF(雑音指
数)があり、第1図はこのNFを測定する方法の概略ブ
ロック図である。被測定回路である増幅器2はいわゆる
2ポート(2端子対)回路であって、その入力ポートに
ノイズソース1がその出力ボートにNFメータ3が夫々
接続されている。ノイズソース1は常温To0K(29
0’K )及び高温TH’K (z To ’、K )
の2つの状態をとり得、その温度比Xは既知とする。
数)があり、第1図はこのNFを測定する方法の概略ブ
ロック図である。被測定回路である増幅器2はいわゆる
2ポート(2端子対)回路であって、その入力ポートに
ノイズソース1がその出力ボートにNFメータ3が夫々
接続されている。ノイズソース1は常温To0K(29
0’K )及び高温TH’K (z To ’、K )
の2つの状態をとり得、その温度比Xは既知とする。
先ず、ノイズノース1が常温の場合における入力ノイズ
パワーをPIO% 出力ノイズソ−スP20とし、次に
ノイズソースが高温の場合における入力ノイズパワーを
P□1い出力ノイズパワーをF21゜とすると、NFは
次式となる。
パワーをPIO% 出力ノイズソ−スP20とし、次に
ノイズソースが高温の場合における入力ノイズパワーを
P□1い出力ノイズパワーをF21゜とすると、NFは
次式となる。
’1o F20 ’I/ 1
ここで、2は既知であり、11 ”” P2H/P20
すなわち出力ノイズパワーの比を実測することによっ
てNFが算出されることになる。
すなわち出力ノイズパワーの比を実測することによっ
てNFが算出されることになる。
しかしながら、この方法ではXの値を正確に定めること
が困難であり、メーカ側の保証値も±3dB程度の誤差
を含んでいるのが一般的であることから、NFメータ内
で(Z−1)/(y−1)を計算してNFを表示する場
合、すべてのVの値に対して±0.3 dBの一様の誤
差を生じる。例えば、NF=10dBの増幅器で(10
+Δ)dBであれば、NF=OdB の増幅器を」り定
しても(0+Δ)dBなる表示となってしまう(1Δ1
≦03)。
が困難であり、メーカ側の保証値も±3dB程度の誤差
を含んでいるのが一般的であることから、NFメータ内
で(Z−1)/(y−1)を計算してNFを表示する場
合、すべてのVの値に対して±0.3 dBの一様の誤
差を生じる。例えば、NF=10dBの増幅器で(10
+Δ)dBであれば、NF=OdB の増幅器を」り定
しても(0+Δ)dBなる表示となってしまう(1Δ1
≦03)。
また、ToeKのときとTH′にのときとでノイズソー
スのγl(反射係数)がわずかに変化し、これ、がNF
の誤差を増加させることになる。更には、被測定物の増
幅器カーノイズソース1のダイナミックレンジの全体に
亘ってすべてリニアな動作をなすものと仮定してNFが
算出されるので、THolぐのときに粉ずかでも出力が
クリップすると、その分だけNFを悪く算出表示するこ
とになる。逆に、増幅器が発振気味のときには、NFが
良くなった様な表示をなすことになる。゛ 叙上の誤差は、特にNFO値Fが小なるときすなわち低
雑音増幅器の測定時に無視できないものとなって問題で
ある。更には、第1図の方法で測定できるのは、NFの
みであって、最適信号源インピーダンス等の情報を得る
ことは不可能であるという欠点もある。更にはまた、ノ
イズを測定器が動作するレベル捷で増幅する必要があり
、そのためのアンプやNFメータのNFも問題となる。
スのγl(反射係数)がわずかに変化し、これ、がNF
の誤差を増加させることになる。更には、被測定物の増
幅器カーノイズソース1のダイナミックレンジの全体に
亘ってすべてリニアな動作をなすものと仮定してNFが
算出されるので、THolぐのときに粉ずかでも出力が
クリップすると、その分だけNFを悪く算出表示するこ
とになる。逆に、増幅器が発振気味のときには、NFが
良くなった様な表示をなすことになる。゛ 叙上の誤差は、特にNFO値Fが小なるときすなわち低
雑音増幅器の測定時に無視できないものとなって問題で
ある。更には、第1図の方法で測定できるのは、NFの
みであって、最適信号源インピーダンス等の情報を得る
ことは不可能であるという欠点もある。更にはまた、ノ
イズを測定器が動作するレベル捷で増幅する必要があり
、そのためのアンプやNFメータのNFも問題となる。
第2図は同じ〈従来のノイズ測定法の他の例の原理を示
すブロック図であり、等価雑音源によるNFの測定法で
ある。増幅器2のゲインA及び帯域幅Δfが既知とする
と、信号源抵抗5の値をR=0Ω及びωΩとすることに
よって、等価雑音源6.7の各出力電力−4」ん・を夫
々測定し、以下の式でNFO値Fがめられる。
すブロック図であり、等価雑音源によるNFの測定法で
ある。増幅器2のゲインA及び帯域幅Δfが既知とする
と、信号源抵抗5の値をR=0Ω及びωΩとすることに
よって、等価雑音源6.7の各出力電力−4」ん・を夫
々測定し、以下の式でNFO値Fがめられる。
4kToΔfR4kT6ΔfG
こ\に、kはボルツマン定数、Gは等価雑音コンダクタ
ンスを示す。
ンスを示す。
この方法では、一般に増幅器2内の帰還や測定器の精度
上、ゲインAやΔf更にはv sN、 6−を正確に決
定することが困難であるという問題がある。
上、ゲインAやΔf更にはv sN、 6−を正確に決
定することが困難であるという問題がある。
通常の電圧計は正弦波−波の実効値を指示するようにな
っており、ノイズパワーのレベルは正確に表示し得ない
。
っており、ノイズパワーのレベルは正確に表示し得ない
。
また、Δfは増幅器や電圧計のBPF (バンドパスフ
ィルタ)の特性により決定されるが、正確には通過帯域
の積分を行って等制約なΔfを決定する必要があり、よ
ってこの特性を正確にめることは困難であるという欠点
がある。
ィルタ)の特性により決定されるが、正確には通過帯域
の積分を行って等制約なΔfを決定する必要があり、よ
ってこの特性を正確にめることは困難であるという欠点
がある。
更に、この方法でも第1図の例と同様に最適信号源イン
ピーダンスを得ることはできず、そのためには、NFを
測定しつついわゆるカントアンドトライによりNFを最
小とするマツチングネットワークを見出し最適信号源イ
ンピーダンスをめる方法をとらざるを得ない。
ピーダンスを得ることはできず、そのためには、NFを
測定しつついわゆるカントアンドトライによりNFを最
小とするマツチングネットワークを見出し最適信号源イ
ンピーダンスをめる方法をとらざるを得ない。
発明の開示
本発明はNF値のみならず最適信号源インピーダンスを
正確に算出測定できるノイズ特性測定方法を提供するこ
とを目的としている。
正確に算出測定できるノイズ特性測定方法を提供するこ
とを目的としている。
本発明によるノイズ特性測定方法は、被測定回路の8(
散乱)パラメータを測定し、前記被測定回路の入力端に
低雑音温度のアブソーバを接続して出力端からの雑音電
力を測定し、前記被測定回路の出力端に低雑音温度のア
ブソーバを接続して入力端からの雑音電力を測定し、更
に前記入出力端の雑音の相互相関関数を測定し、これら
各測定結果を用いて前記被測定回路のノイズ特性を算出
するようにしたことを特徴としている。
散乱)パラメータを測定し、前記被測定回路の入力端に
低雑音温度のアブソーバを接続して出力端からの雑音電
力を測定し、前記被測定回路の出力端に低雑音温度のア
ブソーバを接続して入力端からの雑音電力を測定し、更
に前記入出力端の雑音の相互相関関数を測定し、これら
各測定結果を用いて前記被測定回路のノイズ特性を算出
するようにしたことを特徴としている。
実施例
以下に本発明について図面を用いて説明する。
第3図〜第6図は本発明の測定方法の実施例の概略ブロ
ック図であり、第3図は被測定回路である増幅器2の出
力ポートからの雑音電力の測定のためのブロック図、第
4図は増幅器2の入力ポートからの雛型力測定のための
ブロック図、第5図は増幅器2の入力及び出力ポートの
雑音電力の相互相関関数を測定するためのブロック図、
更に第6図は増幅器2のS(散乱)パラメータを測定す
るためのブロック図を夫々示している。
ック図であり、第3図は被測定回路である増幅器2の出
力ポートからの雑音電力の測定のためのブロック図、第
4図は増幅器2の入力ポートからの雛型力測定のための
ブロック図、第5図は増幅器2の入力及び出力ポートの
雑音電力の相互相関関数を測定するためのブロック図、
更に第6図は増幅器2のS(散乱)パラメータを測定す
るためのブロック図を夫々示している。
これら図において、8は電力測定用パワーメータであり
、9は雑音温度0°に、γ=0のアブソーバであり、1
0は加算器、11は可変遅延器、12はSパラメータ測
定用のネットワークアナライザである。
、9は雑音温度0°に、γ=0のアブソーバであり、1
0は加算器、11は可変遅延器、12はSパラメータ測
定用のネットワークアナライザである。
これら第3〜6図の測定回路に関する動作原理について
第7図を用いて説明する。いま、2ポ一ト回路(増幅器
)2が内部雑音を有するとき、その回路は先ず第7図(
4)K示す如く、2ボートの信号(雑音)発生器と考え
られ、以下の如きSマトリックスを用いた式が成立する
。
第7図を用いて説明する。いま、2ポ一ト回路(増幅器
)2が内部雑音を有するとき、その回路は先ず第7図(
4)K示す如く、2ボートの信号(雑音)発生器と考え
られ、以下の如きSマトリックスを用いた式が成立する
。
(3) t (4)式において、嘱はたたみ込み積分、
b□(t)は2ボートからの各反射波、α、(t)は2
ボートへの各入射波、b9.(t)は2ボートから供給
(印加)される信号(雑音)波、γ、(t)は2ボート
の各負荷の反射係数である。各Sパラメータとγ、’(
t)はインパルスレスポンスの形で時間領域で示されて
いる。
b□(t)は2ボートからの各反射波、α、(t)は2
ボートへの各入射波、b9.(t)は2ボートから供給
(印加)される信号(雑音)波、γ、(t)は2ボート
の各負荷の反射係数である。各Sパラメータとγ、’(
t)はインパルスレスポンスの形で時間領域で示されて
いる。
この2ボ一ト回路を増幅器とし、ポート1を入力端、ボ
ート2を出力端とすると、出力端の負荷20への入射電
力は62(t)であるから、このbz(t)が変化しな
いようにしつつ印加される等価電力波を入力端へ集める
と第7図(B)の如き変形が可能である。このとき、各
パラメータは、次式で表わされる。
ート2を出力端とすると、出力端の負荷20への入射電
力は62(t)であるから、このbz(t)が変化しな
いようにしつつ印加される等価電力波を入力端へ集める
と第7図(B)の如き変形が可能である。このとき、各
パラメータは、次式で表わされる。
これら(3) 、 (4)式及び(5) 、 (6)式
より、α、 (t) 、α2(t)を消去してtH(t
) 、 bz(t)をめ、各々のb+(υ。
より、α、 (t) 、α2(t)を消去してtH(t
) 、 bz(t)をめ、各々のb+(υ。
62 (t) を等しいとすると、次式を得る。
更に、第7図(0)の変形を行って信号(雑音)源の反
射係数をγ1(t)と考えたときの印加される雑音電力
波すがt)は、 b“(t)= b (t))十γI(t)蓑6 q (
t ) ・・・(8)q となる。(8)式で表わされる雑音電力源の自己相関関
数ψ6/6 b/′q(τ)をめると、ψ、か・・9(
r)=b″q(−τ)〆bl′q(T)=b9(−τ)
Xbq(τ)+γl(−τ)村l(τ)x bq (−
τ)Xび、(τ)+γl(τ>xb (−τトb′(τ
)ぜt(7)〆bq(τ)xb;(−τ)q =ψbqbq(τ)+γl(−τ)〆γ1(τ)・妊ψ
b’q b’9(T)+γl(τ)Xψbqb’q(τ
)+γl(−τ)Xψbqb’q<イ)・・・(9)但
し、ψbqbq <τ)はbq(t)の自己相関関数、
ψbυb19(τ)はb’ (t)の自己相関関数、ψ
bqb&<τ)はbq (t)とb’q(t)との間の
相互相関関数である。(9)式をフーリエ変換して、パ
ワースペクトラムの形にすると、φb//qblbCf
)=φ、9.q(J)+IF1び)12・φ、い(ω−
2R,’(7’t (J)・φbqb6CI) ) −
(10を得る。φb//q、//qCj′)、φ、q、
9(ト)、φ、υ、(ωは嶋(t)。
射係数をγ1(t)と考えたときの印加される雑音電力
波すがt)は、 b“(t)= b (t))十γI(t)蓑6 q (
t ) ・・・(8)q となる。(8)式で表わされる雑音電力源の自己相関関
数ψ6/6 b/′q(τ)をめると、ψ、か・・9(
r)=b″q(−τ)〆bl′q(T)=b9(−τ)
Xbq(τ)+γl(−τ)村l(τ)x bq (−
τ)Xび、(τ)+γl(τ>xb (−τトb′(τ
)ぜt(7)〆bq(τ)xb;(−τ)q =ψbqbq(τ)+γl(−τ)〆γ1(τ)・妊ψ
b’q b’9(T)+γl(τ)Xψbqb’q(τ
)+γl(−τ)Xψbqb’q<イ)・・・(9)但
し、ψbqbq <τ)はbq(t)の自己相関関数、
ψbυb19(τ)はb’ (t)の自己相関関数、ψ
bqb&<τ)はbq (t)とb’q(t)との間の
相互相関関数である。(9)式をフーリエ変換して、パ
ワースペクトラムの形にすると、φb//qblbCf
)=φ、9.q(J)+IF1び)12・φ、い(ω−
2R,’(7’t (J)・φbqb6CI) ) −
(10を得る。φb//q、//qCj′)、φ、q、
9(ト)、φ、υ、(ωは嶋(t)。
6q (t)、bq (t)の各パワースペクトラムを
夫々示し、φbqbυσ)はb (t)と6q (c)
との間のクロスバワースペクトラムを示す。また、F1
ωはγ1(t)のフーリエ変換を示している。
夫々示し、φbqbυσ)はb (t)と6q (c)
との間のクロスバワースペクトラムを示す。また、F1
ωはγ1(t)のフーリエ変換を示している。
一般に、信号(雑音)発生器の印加電力のパワースペク
トラムφ、16.l/q(J)、その反射係数のインパ
ルスレスポンスのフーリエ変換FIU)、負荷のインパ
ルスレスポンスのフーリエ変換rl(Aカ夫々与えられ
ると、負荷で消費される電力のスペクトラムは、 で与えられるから、パワーマツチングの条件Fμ)−r
〜)で有能電力となり、その・くワースペクトラムは、 ・・・a2 情b%″ 1−1/”1(1)l’ となる。QQ式を(イ)式へ代入して有能電力のスペク
トラムφωをめると、 ・・・(至) となる。このときNFは次式となる。
トラムφ、16.l/q(J)、その反射係数のインパ
ルスレスポンスのフーリエ変換FIU)、負荷のインパ
ルスレスポンスのフーリエ変換rl(Aカ夫々与えられ
ると、負荷で消費される電力のスペクトラムは、 で与えられるから、パワーマツチングの条件Fμ)−r
〜)で有能電力となり、その・くワースペクトラムは、 ・・・a2 情b%″ 1−1/”1(1)l’ となる。QQ式を(イ)式へ代入して有能電力のスペク
トラムφωをめると、 ・・・(至) となる。このときNFは次式となる。
1&) = ((1/2) kTo+φ(J) )/(
(1/2) &To)kTol−I Fl(1) I’ ゛・・b((j’)) 1.、、。
(1/2) &To)kTol−I Fl(1) I’ ゛・・b((j’)) 1.、、。
ここに、Toは290°に、kはボルツマン定数である
。
。
Q3 、 (1411式はrl(J))の関数であり、
石のが下式のときに最小となる。
石のが下式のときに最小となる。
φbqbq(f)+φb′qbIqc/)−この条件が
ノイズマツチングの条件となる。すなのノイズに関する
特性が定められるのである。
ノイズマツチングの条件となる。すなのノイズに関する
特性が定められるのである。
ここで、(7)式より、
φ、q、9(1)=□ ・φbq2bq□φ ・・・(
至)l 821 (7”) l 2 となるが、これらは第7図(5)によりbq” (’)
* bq2ct) *Abqx(t) +Bbq2(
t) (A 、 B ハ定数) 及ヒ5at(1) r
Sz+U)を測定すればめられる。
至)l 821 (7”) l 2 となるが、これらは第7図(5)によりbq” (’)
* bq2ct) *Abqx(t) +Bbq2(
t) (A 、 B ハ定数) 及ヒ5at(1) r
Sz+U)を測定すればめられる。
かかる原理に基づいて得られたのが上記の第3図〜第6
図の測定方法であり、第3図がbq2(t)の自己相関
関数(パワースペクトラム)を、第4図がbql(t)
の自己相関関数を、第5図がbql(t)とbq2(t
)との相互相関関数を、また第6図が5tt(1) l
521C/)を夫々測定する図である。
図の測定方法であり、第3図がbq2(t)の自己相関
関数(パワースペクトラム)を、第4図がbql(t)
の自己相関関数を、第5図がbql(t)とbq2(t
)との相互相関関数を、また第6図が5tt(1) l
521C/)を夫々測定する図である。
第3図において、増幅器2の入力端にO’に、γ−〇(
無反射)の負荷すなわちアブソーバ9が、出力端にパワ
ーメータ8が夫々接続されており、bq2<t)の自己
相関関数が測定される。第4図において、増幅器2の出
力端にO’に、γ=0のアブソーバ9が、入力端にパワ
ーメータ8が夫々接続されている。
無反射)の負荷すなわちアブソーバ9が、出力端にパワ
ーメータ8が夫々接続されており、bq2<t)の自己
相関関数が測定される。第4図において、増幅器2の出
力端にO’に、γ=0のアブソーバ9が、入力端にパワ
ーメータ8が夫々接続されている。
例として、第4図を用いてb q 1 (t)の自己相
関関数の測定例を説明する。尚、簡単化のためにパワー
メータ8のγがOでかつパワーメータ自身雑音を発生し
ていないもの、とすると、(3) 、 (4)式より、
bl(t)、 bz(t)は となり、パワーメータ8に供給される入力端からのb
2 (t) を測定すれば、b q 2 (t)がまる
。
関関数の測定例を説明する。尚、簡単化のためにパワー
メータ8のγがOでかつパワーメータ自身雑音を発生し
ていないもの、とすると、(3) 、 (4)式より、
bl(t)、 bz(t)は となり、パワーメータ8に供給される入力端からのb
2 (t) を測定すれば、b q 2 (t)がまる
。
一般的には、ある周波数foにおけるノイズ成分の値が
問題となるので、パワーメータに選択特性を持たせた場
合を考える。すなわち、単にQO式のbz(t)の電力
を測定すると、その電力P、q3は、P、9゜= E
C(bz(t))’]=/:φ、9□、q2(f)df
・・・翰となり、すべての周波数の電力料を測定する
ことになって実用的ではない。尚、BC1b2(t))
aは2乗アンサンプル平均値を示す。従って、パワーメ
ータに選択特性を持たせてその選択特性のフーリエ変声
をH(1)とすると、測定される周波数fOにおけるパ
ワーPbq2foは1 P =/〜IH(J)lS・φ (j)df ・・・シ
■1)q2fo −〜 bq2bq2 となる。計算を単純化しノンポル化する目的で、団Cf
′)12=i1δ(/+70)+δ(f−fo)l ・
−[(δ(/+10)、δ(//’o)は夫々−fo、
foにおけるディラック関数を示す)として、±fOI
]2 のときのパワー成分を抽出すると、09式より、
=φ (10) ・・・翰 1)q21)q2 けだし、自己相関関数は偶関数だからである。同様にし
て、±10 H2におけるbql(t)のノ(ワー成分
φ、91.,9. (7o) も第3図によって測定可
能である。
問題となるので、パワーメータに選択特性を持たせた場
合を考える。すなわち、単にQO式のbz(t)の電力
を測定すると、その電力P、q3は、P、9゜= E
C(bz(t))’]=/:φ、9□、q2(f)df
・・・翰となり、すべての周波数の電力料を測定する
ことになって実用的ではない。尚、BC1b2(t))
aは2乗アンサンプル平均値を示す。従って、パワーメ
ータに選択特性を持たせてその選択特性のフーリエ変声
をH(1)とすると、測定される周波数fOにおけるパ
ワーPbq2foは1 P =/〜IH(J)lS・φ (j)df ・・・シ
■1)q2fo −〜 bq2bq2 となる。計算を単純化しノンポル化する目的で、団Cf
′)12=i1δ(/+70)+δ(f−fo)l ・
−[(δ(/+10)、δ(//’o)は夫々−fo、
foにおけるディラック関数を示す)として、±fOI
]2 のときのパワー成分を抽出すると、09式より、
=φ (10) ・・・翰 1)q21)q2 けだし、自己相関関数は偶関数だからである。同様にし
て、±10 H2におけるbql(t)のノ(ワー成分
φ、91.,9. (7o) も第3図によって測定可
能である。
実際には、Σ(δ(f+fo)+δ(/−fO))なる
フィルタは充分に狭帯域のBPFで近似代用されるもの
である。
フィルタは充分に狭帯域のBPFで近似代用されるもの
である。
次ニ、φ、9□、9□(f)を測定するために第5図を
参照しつつ説明する。図において、bq2(t)が遅延
器11を介してτ0だけ遅延され加算器10にて6+z
l(t)、!JoJIサレル。この加算されたノイズパ
ワーカラ、bqz<t>+ bql(t)の相互相関関
数若しくはクロスパワースペクトラムを測定するのであ
る。定義によって、加算された定常的かつエルゴード的
なノイズbqz(t) +bq2 Ct−τ0)の自己
相関関数は、E〔(bql(t)+bq2Ct−τO)
Hbql(t+r)+bqz(t+r−ro月〕=g
bq1(t)b qL (t+τ)〕+E〔bql(t
−τ。)bq2ct+τ−τ。)〕+E(bql(t)
!+q2(を十τ−τo):] +ECbqL(t+r
)bq2ct−ro ))=gDql(t)l+qz(
t+τ)’J +ECbq2(t)bql(t+τ)〕
+’B〔bqx(t)bql(t+τ−切) + E〔
bql(i)bql(t−r−To ))=ψbqlb
q】(す“ψbqzbq2<r) +9’b、7+bq
2(T−ro)+ψbqxbq2(÷ro)・・・(ハ
) ここで1 ψbq1bq1(′r)jψbq2bq2
(r) ハ夫k bql(T)、 bql(r)の自己
相関関数を示す。
参照しつつ説明する。図において、bq2(t)が遅延
器11を介してτ0だけ遅延され加算器10にて6+z
l(t)、!JoJIサレル。この加算されたノイズパ
ワーカラ、bqz<t>+ bql(t)の相互相関関
数若しくはクロスパワースペクトラムを測定するのであ
る。定義によって、加算された定常的かつエルゴード的
なノイズbqz(t) +bq2 Ct−τ0)の自己
相関関数は、E〔(bql(t)+bq2Ct−τO)
Hbql(t+r)+bqz(t+r−ro月〕=g
bq1(t)b qL (t+τ)〕+E〔bql(t
−τ。)bq2ct+τ−τ。)〕+E(bql(t)
!+q2(を十τ−τo):] +ECbqL(t+r
)bq2ct−ro ))=gDql(t)l+qz(
t+τ)’J +ECbq2(t)bql(t+τ)〕
+’B〔bqx(t)bql(t+τ−切) + E〔
bql(i)bql(t−r−To ))=ψbqlb
q】(す“ψbqzbq2<r) +9’b、7+bq
2(T−ro)+ψbqxbq2(÷ro)・・・(ハ
) ここで1 ψbq1bq1(′r)jψbq2bq2
(r) ハ夫k bql(T)、 bql(r)の自己
相関関数を示す。
(ハ)式をフーリエ変換して加算されたノイズのパワー
スペクトラムをめると、次式となる。
スペクトラムをめると、次式となる。
’6qlbq1(A+φbq2bq2ω十φ’bq1b
q2(j) g j”’fr。
q2(j) g j”’fr。
+φル)、+72πfτ0 ・・・(ハ)上述のbql
(t)、bql(t)のパワースペクトラムをめた場合
と同様にして周波数選択性のあるパワーメータを用いて
士foにおけるパワースペクトラムを選択的に測定する
と、そのパワー成分PTo、foハ、PTo、fo=/
Jφbq1b91(J)+φbq2bq2ω+!b9□
b9□・e−j2πfτ0+φbq1bq。’!> ・
g+j2πfτo)(j)(δ(7+10 )+δ(f
−fo))df=φbqurqx(fo)十φbgzb
g2(10)+2RJφbqlbq2(fo)t、−j
2πfo’o)・・・(ト) となる。このうちφ6.□、9□(fo)及びφ、92
,92(fo)は既知テ、f、、ルカラ、睨(φ”q”
bq□(fo) e−j2πfo Toを算出できる。
(t)、bql(t)のパワースペクトラムをめた場合
と同様にして周波数選択性のあるパワーメータを用いて
士foにおけるパワースペクトラムを選択的に測定する
と、そのパワー成分PTo、foハ、PTo、fo=/
Jφbq1b91(J)+φbq2bq2ω+!b9□
b9□・e−j2πfτ0+φbq1bq。’!> ・
g+j2πfτo)(j)(δ(7+10 )+δ(f
−fo))df=φbqurqx(fo)十φbgzb
g2(10)+2RJφbqlbq2(fo)t、−j
2πfo’o)・・・(ト) となる。このうちφ6.□、9□(fo)及びφ、92
,92(fo)は既知テ、f、、ルカラ、睨(φ”q”
bq□(fo) e−j2πfo Toを算出できる。
φ、q□、9□(10)を振幅及び位相成分を用いて表
わして、 φbq□bqz(fo)=IφbqL bq□cfo)
1 ejarcφbq”bq2cfo)・・・@とす
れば、 2Rg (φbqxbq□cfo) ・*−1”foτ
0)=21φ6q16q2(fo)lcos(crcφ
bq1bq□(fo) 2πfoτ。月・(1となる。
わして、 φbq□bqz(fo)=IφbqL bq□cfo)
1 ejarcφbq”bq2cfo)・・・@とす
れば、 2Rg (φbqxbq□cfo) ・*−1”foτ
0)=21φ6q16q2(fo)lcos(crcφ
bq1bq□(fo) 2πfoτ。月・(1となる。
遅延時間τ。を変化させてφ、q□、9゜(fo)をめ
ることかできる。
ることかできる。
第8図は、翰弐で示されるPro+10のうちのφ6
q 16 q 1 (k )+φ1q2692(fo
)の項と、一式の項とをτ0を変化させた場合の図であ
り、よってτ。を0がら変化させつつパワーP を測定
して例えば最τo r f。
q 16 q 1 (k )+φ1q2692(fo
)の項と、一式の項とをτ0を変化させた場合の図であ
り、よってτ。を0がら変化させつつパワーP を測定
して例えば最τo r f。
初に最大値をとったときの遅延時間をτ01とすると、
(ハ)式より次式となる。
(ハ)式より次式となる。
arcφbqLbq2cfo) 2πfoτ01 =
2fiπこれを変形して、 arcφbql b92(10) = 2π10τ01
+2?Lπ −Keを得る。
2fiπこれを変形して、 arcφbql b92(10) = 2π10τ01
+2?Lπ −Keを得る。
一方、Profoの最大値と最小値との差の1/4がl
φbq+bqz(10)l となりφbq1bq□cf
o)が定められることになる。
φbq+bqz(10)l となりφbq1bq□cf
o)が定められることになる。
以上により・ φ (7o)、φbq2bq2cfo
) t d61x6qz(fq)q1bq1 及びSo (10) + 821 (7o)のすべてが
められることになり、Q→〜0印式から、φ6969(
fo) pφ6.q6.q(10) T Iφ、q、?
、(10) が決定される。その結果、α4式より任意
の信号源インピーダンス時のNF値、α0式よりNF値
の最小を与える信号源インピーダンスが定められること
になるのである。
) t d61x6qz(fq)q1bq1 及びSo (10) + 821 (7o)のすべてが
められることになり、Q→〜0印式から、φ6969(
fo) pφ6.q6.q(10) T Iφ、q、?
、(10) が決定される。その結果、α4式より任意
の信号源インピーダンス時のNF値、α0式よりNF値
の最小を与える信号源インピーダンスが定められること
になるのである。
第9図は以上の原理に基づいて得られた本発明による測
定方法をすべて実現するための具体例であり、第3〜6
図と同等部分は同一符号により示されている。22は信
号源、23はコンパレータ、9cL、96.24−26
はアブソーバ、27はアンプ、28はBPF、 29α
、29bはアイソレータ、30〜37はスイッチを夫々
示している。
定方法をすべて実現するための具体例であり、第3〜6
図と同等部分は同一符号により示されている。22は信
号源、23はコンパレータ、9cL、96.24−26
はアブソーバ、27はアンプ、28はBPF、 29α
、29bはアイソレータ、30〜37はスイッチを夫々
示している。
先ず、Sパラメータを測定する場合、スイッチ30.3
1を共にα側とし、ネットワークアナライザとして動作
させる。811をめるには、スイッチ32.33をb側
へ切換え、S21 をめるには、スイッチ32.33を
α側へ切換える。か\るネットワークアナライザの原理
は周知であるので説明は省略する。 − 次に、他のノイズパラメータを測定するために、スイッ
チ30.31をbIlllへ切換える。先ず、φ6g1
6q1(fo)を測定する場合、スイッチ35をC側、
スイッチ37をα側、スイッチ34をb側及びスイッチ
36をα側へ夫々切換える。こ\で、アイソレータ29
α、29bと低温アブソーバ9α、9bを用いるのは、
被測定器2へ外部若しくは被測定器の他端子からの雑音
電力波が入射するのを防止するためである。常温アブソ
ーバでは290°Kによる熱雑音波が被測定物へ入射し
て09式が成立しなくなる。よって、低温アブソーバを
用いるが、そのために0°に近くまで冷すことが良いが
、アンテナはアンテナ雑音温度がマイクロ波帯では非常
に低い(12GH2で約50°K)のでアンテナをアブ
ソーバ9a、9bとして用いることができる。
1を共にα側とし、ネットワークアナライザとして動作
させる。811をめるには、スイッチ32.33をb側
へ切換え、S21 をめるには、スイッチ32.33を
α側へ切換える。か\るネットワークアナライザの原理
は周知であるので説明は省略する。 − 次に、他のノイズパラメータを測定するために、スイッ
チ30.31をbIlllへ切換える。先ず、φ6g1
6q1(fo)を測定する場合、スイッチ35をC側、
スイッチ37をα側、スイッチ34をb側及びスイッチ
36をα側へ夫々切換える。こ\で、アイソレータ29
α、29bと低温アブソーバ9α、9bを用いるのは、
被測定器2へ外部若しくは被測定器の他端子からの雑音
電力波が入射するのを防止するためである。常温アブソ
ーバでは290°Kによる熱雑音波が被測定物へ入射し
て09式が成立しなくなる。よって、低温アブソーバを
用いるが、そのために0°に近くまで冷すことが良いが
、アンテナはアンテナ雑音温度がマイクロ波帯では非常
に低い(12GH2で約50°K)のでアンテナをアブ
ソーバ9a、9bとして用いることができる。
bql(t)はアンプ27により測定可能なレベルまで
増幅され、BPF28によって10H2近くの成分が抽
出されて、パワーメータ8によりそのパワーが測定され
ることになる。尚、BPF28の帯域幅、アンプ27の
ゲイン及びパワーメータ8の検波方式等によって、ノイ
ズパワーの実効値を測定できるように、予め測定系を較
正しておくことは勿論である。
増幅され、BPF28によって10H2近くの成分が抽
出されて、パワーメータ8によりそのパワーが測定され
ることになる。尚、BPF28の帯域幅、アンプ27の
ゲイン及びパワーメータ8の検波方式等によって、ノイ
ズパワーの実効値を測定できるように、予め測定系を較
正しておくことは勿論である。
φ、9□、、2(fQ)を測定するには、スイッチ35
をα側、スイッチ37をC側、スイッチ36をC側、ス
イッチ34をα側に夫々切換える。この場合、遅延器1
1は無損失若しくは損失が既知であるとする。
をα側、スイッチ37をC側、スイッチ36をC側、ス
イッチ34をα側に夫々切換える。この場合、遅延器1
1は無損失若しくは損失が既知であるとする。
次に、スイッチ35,36.37をすべてb側とし、遅
延器11の遅延量τ0を変化させつつφbq1bq□(
fo)を測定するのである。
延器11の遅延量τ0を変化させつつφbq1bq□(
fo)を測定するのである。
こうしてめられたSo (10) + 82、(10)
、φ6.z16qICfo)rφ (fo) 、φ6q
t6qz(10)によって◇ea −Q81式から1)
q2bq2 φ、9,9(fo)蓼b’q b’q (10) 、φ
、9.い10)を算出し、(へ)式から最適信号源の反
射係数、910式より任意の信号源のNFを夫々算出す
る。尚、最小NF値Fyninは、 FIll#I=1+−(φb9b9(fo)−φb19
blq(fo)kT。
、φ6.z16qICfo)rφ (fo) 、φ6q
t6qz(10)によって◇ea −Q81式から1)
q2bq2 φ、9,9(fo)蓼b’q b’q (10) 、φ
、9.い10)を算出し、(へ)式から最適信号源の反
射係数、910式より任意の信号源のNFを夫々算出す
る。尚、最小NF値Fyninは、 FIll#I=1+−(φb9b9(fo)−φb19
blq(fo)kT。
・・・■
となる。
尚、第2図の測定法による各パラメータは、v(t)。
$(t)のパワースペクトラムを各々のφ□■、φvv
U)。
U)。
i<t)と、(t)とのクロスパワースペクトラムをφ
、v(t)とすると、 となる。但し、1(t)、 vCl)はSパラメータに
おける基準化インピーダンスZoにて基準化されたもの
であり、実際の電流、電圧は1(t)/、υ0.τ<t
>、ryr となる。
、v(t)とすると、 となる。但し、1(t)、 vCl)はSパラメータに
おける基準化インピーダンスZoにて基準化されたもの
であり、実際の電流、電圧は1(t)/、υ0.τ<t
>、ryr となる。
効果
斜上の如く、本発明によれば、第2図の方法のように増
幅器2の動作状態を変化させずに(几を0、ωにする必
要がなく)、また第1図の方法のように広いダイナミッ
クレンジに亘ってノイズ電力を変化させる必要もなく、
ノイズパラメータを測定することができ、NF最小値を
見出すことが容易であり、かつ任意の信号源のNFの値
が容易に算出できることになる。
幅器2の動作状態を変化させずに(几を0、ωにする必
要がなく)、また第1図の方法のように広いダイナミッ
クレンジに亘ってノイズ電力を変化させる必要もなく、
ノイズパラメータを測定することができ、NF最小値を
見出すことが容易であり、かつ任意の信号源のNFの値
が容易に算出できることになる。
ネットワークアナライザとコンピュータとの組合せによ
り自動測定を行うことも可能となるものである。
り自動測定を行うことも可能となるものである。
第1図及び第2図は従来の測定方法の例を示す原理図、
第3図〜第6図は本発明の実施例を示すブロック図、第
7図は第3図〜第6図の実施例の動作原理を説明する等
価回路図、第8図はクロスパワースペクトラムを測定す
る場合の説明図、第9図は第3図〜第6図の装置の具体
例の回路図である。 主要部分の符号の説明 2・・・増幅器 8・・・パワーメータ9・・・アブソ
ーバ 10・・・加算器11・・・遅延器 12・・・ネットワークアナライザ 出願人 パイオニア株式会社 代理人 弁理士 藤 村 元 彦 (外1名) 葬、712] ′#8 図 菓9 閏
第3図〜第6図は本発明の実施例を示すブロック図、第
7図は第3図〜第6図の実施例の動作原理を説明する等
価回路図、第8図はクロスパワースペクトラムを測定す
る場合の説明図、第9図は第3図〜第6図の装置の具体
例の回路図である。 主要部分の符号の説明 2・・・増幅器 8・・・パワーメータ9・・・アブソ
ーバ 10・・・加算器11・・・遅延器 12・・・ネットワークアナライザ 出願人 パイオニア株式会社 代理人 弁理士 藤 村 元 彦 (外1名) 葬、712] ′#8 図 菓9 閏
Claims (2)
- (1)被測定回路のS(散乱)パラメータを測定し、前
記被測定回路の入力端に低雑音温度のアブソーバを接続
して出力端からの雑音電力を測定し、前記被測定回路の
出力端に低雑音温度のアブソーバを接続して入力端から
の雑音電力を測定し、更に前記入出力端の雑音の相互相
関関数を測定し、これら各測定結果を用いて前記被測定
回路のノイズ特性を算出するようにしたノイズ特性測定
方法。 - (2)前記被測定回路の入力端からの雑音電力及び出力
端からの各雑音パワースペクトラムを測定し、前記被測
定回路の入力端及び出力端の雑音クロスパワースペクト
ラムを測定することを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22122683A JPS60113162A (ja) | 1983-11-24 | 1983-11-24 | ノイズ特性測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22122683A JPS60113162A (ja) | 1983-11-24 | 1983-11-24 | ノイズ特性測定方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60113162A true JPS60113162A (ja) | 1985-06-19 |
Family
ID=16763441
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22122683A Pending JPS60113162A (ja) | 1983-11-24 | 1983-11-24 | ノイズ特性測定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60113162A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11571375B2 (en) | 2018-06-29 | 2023-02-07 | The Procter & Gamble Company | Dual phase products |
US11583479B2 (en) | 2018-06-29 | 2023-02-21 | The Procter & Gamble Company | Dual phase products |
US11889912B2 (en) | 2018-06-29 | 2024-02-06 | The Procter & Gamble Company | Dual phase products |
-
1983
- 1983-11-24 JP JP22122683A patent/JPS60113162A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11571375B2 (en) | 2018-06-29 | 2023-02-07 | The Procter & Gamble Company | Dual phase products |
US11583479B2 (en) | 2018-06-29 | 2023-02-21 | The Procter & Gamble Company | Dual phase products |
US11889912B2 (en) | 2018-06-29 | 2024-02-06 | The Procter & Gamble Company | Dual phase products |
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