Шумит смеситель: My Industrial Mixer Is Noisy! What’s Wrong?

Not Found (#404)

Категории товаров

Кондиционирование

Кондиционеры сплит-системыМультисплит-системыМоноблочные кондиционерыПромышленные кондиционерыМатериалы для кондиционеров

Вентиляция

Бытовые вентиляторыПроветривателиБытовые рекуператорыБытовые вентиляционные установкиПромышленные вентиляторыАвтоматика систем вентиляцииКомплектующие вентиляцииКухонные вытяжкиВоздуховодыВоздухораспределительные устройстваКухонные вентиляторыПриточные вентиляционные установкиПромышленные вентиляционные установки

Отопление

ОбогревателиКаминыКотлыРадиаторы для отопленияТеплый полАксессуары для систем отопленияВоздушные завесыПолотенцесушители

Водоснабжение

Нагрев водыТрубопроводная арматураМатериалы для бойлеровАксессуары для бойлеров и газовых колонок

Водоподготовка

Фильтры для водыСистемы комплексной очистки водыМагистральные фильтрыФильтры от накипи для бытовой техникиУльтрафиолетовые фильтрыПурифайерыУлучшение водыАвтоматы для продажи водыСменные фильтры и засыпкиЗапчасти и комплектующие для водоподготовкиБассейныАвтономная канализацияПромышленные системы очистки водыСтанции дозированияСтанции химической промывки мембранРоботы-пылесосы для бассейновСредства ухода за бассейномАнтисептики

Микроклимат

Увлажнители воздухаОчистители воздухаОсушители воздухаМетеорологические приборыБактерицидные облучателиАксессуары для микроклимата

Электротехника

Стабилизаторы напряженияЗащитные релеОсвещениеГенераторыБатарейкиАккумуляторы и зарядные станцииУдлинителиСистемы резервного питанияСолнечные панелиКомплектующие для солнечных батарейПреобразователи напряженияКонтроллеры зарядаПуско-зарядные устройстваАвтоматические выключателиЗарядные устройства для аккумуляторных батареекЗарядные устройства для гаджетовКабели и переходникиЩиты электрическиеРозеткиВыключателиРамки для розеток

Альтернативная энергетика

Солнечные коллекторыТепловые насосыКомплектующие для тепловых насосовКомплектующие для солнечных коллекторов

Умный дом

Системы безопасности умного домаОхранные системыАксессуары для сигнализации и систем антизатопленияУмные датчикиВидеонаблюдениеУмные розетки

Инструменты

ЭлектроинструментРучной инструментДача, сад и огородИзмерительный инструментИнструмент для отделочных работСредства индивидуальной защитыСтроительный крепежРасходные материалы и принадлежности

Сантехника

Сантехника для кухниСантехника для ванныСантехника для душаСантехника для туалетаДля умывальникаСмесителиЭлектрические насосыИнженерная сантехникаМебель для ванной комнатыАксессуары для ванной и туалетаМотопомпыРасширительные бакиКанализация

Бытовая техника

Стиральные машиныПылесосыРоботы-пылесосыВарочные поверхностиНастольные плитыСушилки для рукАксессуары для стиральных и сушильных машинокАксессуары для пылесосов

Услуги

МонтажСервисПроектирование

Not Found (#404)

Категории товаров

Кондиционирование

Кондиционеры сплит-системыМультисплит-системыМоноблочные кондиционерыПромышленные кондиционерыМатериалы для кондиционеров

Вентиляция

Бытовые вентиляторыПроветривателиБытовые рекуператорыБытовые вентиляционные установкиПромышленные вентиляторыАвтоматика систем вентиляцииКомплектующие вентиляцииКухонные вытяжкиВоздуховодыВоздухораспределительные устройстваКухонные вентиляторыПриточные вентиляционные установкиПромышленные вентиляционные установки

Отопление

ОбогревателиКаминыКотлыРадиаторы для отопленияТеплый полАксессуары для систем отопленияВоздушные завесыПолотенцесушители

Водоснабжение

Нагрев водыТрубопроводная арматураМатериалы для бойлеровАксессуары для бойлеров и газовых колонок

Водоподготовка

Фильтры для водыСистемы комплексной очистки водыМагистральные фильтрыФильтры от накипи для бытовой техникиУльтрафиолетовые фильтрыПурифайерыУлучшение водыАвтоматы для продажи водыСменные фильтры и засыпкиЗапчасти и комплектующие для водоподготовкиБассейныАвтономная канализацияПромышленные системы очистки водыСтанции дозированияСтанции химической промывки мембранРоботы-пылесосы для бассейновСредства ухода за бассейномАнтисептики

Микроклимат

Увлажнители воздухаОчистители воздухаОсушители воздухаМетеорологические приборыБактерицидные облучателиАксессуары для микроклимата

Электротехника

Стабилизаторы напряженияЗащитные релеОсвещениеГенераторыБатарейкиАккумуляторы и зарядные станцииУдлинителиСистемы резервного питанияСолнечные панелиКомплектующие для солнечных батарейПреобразователи напряженияКонтроллеры зарядаПуско-зарядные устройстваАвтоматические выключателиЗарядные устройства для аккумуляторных батареекЗарядные устройства для гаджетовКабели и переходникиЩиты электрическиеРозеткиВыключателиРамки для розеток

Альтернативная энергетика

Солнечные коллекторыТепловые насосыКомплектующие для тепловых насосовКомплектующие для солнечных коллекторов

Умный дом

Системы безопасности умного домаОхранные системыАксессуары для сигнализации и систем антизатопленияУмные датчикиВидеонаблюдениеУмные розетки

Инструменты

ЭлектроинструментРучной инструментДача, сад и огородИзмерительный инструментИнструмент для отделочных работСредства индивидуальной защитыСтроительный крепежРасходные материалы и принадлежности

Сантехника

Сантехника для кухниСантехника для ванныСантехника для душаСантехника для туалетаДля умывальникаСмесителиЭлектрические насосыИнженерная сантехникаМебель для ванной комнатыАксессуары для ванной и туалетаМотопомпыРасширительные бакиКанализация

Бытовая техника

Стиральные машиныПылесосыРоботы-пылесосыВарочные поверхностиНастольные плитыСушилки для рукАксессуары для стиральных и сушильных машинокАксессуары для пылесосов

Услуги

МонтажСервисПроектирование

Микроволны101 | Уровень шума микшера

Нажмите здесь, чтобы перейти на главную страницу микшеров

Новинка февраля 2012 года! На этой странице какой-то беспорядок, потому что содержание противоречиво (в этом не все согласны), так что пока относитесь ко всему этому с долей скептицизма. Мы признательны всем, кто хочет поделиться своими знаниями по теме, особенно если они содержат ссылки…

На этой странице мы будем публиковать некоторую информацию о коэффициенте шума микшера. Много лет назад мы опубликовали эмпирическое правило, которое гласит:

Коэффициент шума микшера «примерно равен величине его потерь преобразования или чуть меньше. Например, микшер с усилением преобразования -6 дБ может иметь коэффициент шума 5,5 дБ».

В поддержку нашего практического правила:

Что делать, если потери преобразования частично связаны с плохим коэффициентом отражения? Если бы микшер имел рассогласование 3:1 на ВЧ-порте, потери на рассогласование составили бы 1,25 дБ. Эти 1,25 дБ не увеличат отношение сигнал/шум, насколько я понимаю, но могу ошибаться. У меня были другие люди, не согласные с этим, может быть, вы правы, а я ошибаюсь…. и я видел LNA с отличным NF, но очень плохим S11, что подтверждает мое понимание проблемы.

Как насчет антенного элемента с рассогласованием 3:1? Это снижает коэффициент усиления приемника, но не влияет на коэффициент шума.

Я помню, как когда-то измерял смесители и видел, что NF меньше, чем потери преобразования, смесители с плохими обратными потерями.

Вот аттенюатор на 2 дБ, который имеет несоответствие на входе из-за четвертьволнового трансформатора на 25 Ом 1 ГГц, который не соответствует схеме на 1, 3, 5, 7… ГГц:

 

А ниже коэффициент шума и S-параметры. На худших частотах создается КСВ 4:1 (вы смотрите на 12,5 Ом в 50-омной системе). Рассчитав потери на рассогласование (см. наш калькулятор КСВ), вы получите 1,938 дБ. Коэффициент передачи составляет -3,938 (см. маркер). Но как насчет коэффициента шума? Он моделируется на уровне 3,33 дБ, что на

меньше вносимых потерь сети… хммм…

От Роя:

При работе с шумом, который является не только входом в схему, но и генерируется во всех компонентах с потерями, необходимо учитывать множество тонких моментов. Ваш пример потери несоответствия может не ухудшить (увеличить) отношение сигнал / шум, как вы говорите, но я не верю, что это также улучшит его. Обычно это рассматривается (с моей точки зрения) так: у вас есть коэффициент шума, связанный с потерями сигнала (потерями преобразования) через микшер. Давайте предположим для этого аргумента, что мы говорим о коэффициенте шума с двойной боковой полосой, так что мы не оштрафованы шумом, складывающимся сам по себе. Если у вас есть микшер без потерь, то коэффициент шума должен быть равен потерям преобразования, но будет некоторое ухудшение коэффициента шума из-за внутреннего избыточного шума (выше KTB) в микшере. Вот почему я считаю, что коэффициент шума микшера всегда выше, чем его потери преобразования.

Из “Профессора”

Я посмотрю еще раз. Кажется, я припоминаю, что каким-то образом коэффициент шума микшера может быть несколько меньше, чем его потери преобразования. И Рой прав, это означает, что плотность мощности его выходного шума меньше kTo, или -174 дБм/Гц. Фактически, еще в 2002 или 2003 году мы измерили микшер, который имел более низкий коэффициент шума (измеренный), чем его потери преобразования, и мы тогда рассмотрели его. Я думаю, что один из нас нашел заметку о приложении или документ об этом в то время.

Я думаю, что выходной шум может быть меньше kTo в полосе ПЧ, если плотность мощности входного шума (которая в определении коэффициента шума принимается равной kTo) не вся преобразуется в полосу ПЧ в идеальный смеситель. По крайней мере, половина преобразуется в другую (нежелательную) боковую полосу, например, USB, если микшер используется в качестве понижающего преобразователя. И некоторые из них преобразуются в гармоники, поэтому в идеале вы получите (я думаю) около 3,9 дБ потерь преобразования от идеального диодного смесителя. В этом микшере, поскольку такое же количество мощности входного шума преобразуется в нежелательную боковую полосу и гармоники, что и входной сигнал, у вас будет коэффициент шума 0 дБ – выходное SNR равно входному SNR.

В реальном мире сами диоды вносят некоторый шум, поэтому коэффициент шума может быть равен или даже больше, чем потери в реальном смесителе. Но я думаю, что все еще существует возможность того, что коэффициент шума также будет ниже, чем потери.

Похоже, в отрасли существует распространенное заблуждение, что коэффициент шума любой пассивной части с потерями всегда равен ее потерям. Правда в том, что это верно только тогда, когда все потери происходят от рассеяния, а температура детали составляет ровно 290 Кельвинов. Если часть потерь происходит из-за несоответствия или деталь холоднее 290 К, коэффициент шума ниже, чем потери, а если деталь горячее 290 К, коэффициент шума может быть выше.

Я думаю, вероятно, существует еще одно заблуждение, что kTo (-174 дБм/Гц) является неким «полом» для плотности мощности шума, как будто она никогда не может быть ниже этой. Но легко представить себе источник сигнала с более низкой плотностью шума. Представьте себе высокоэффективную антенну (коэффициент усиления, деленный на направленность, почти равен единице), или, может быть, она охлаждается криогенно. И эта антенна направлена ​​на «прохладную» область неба, вдали от солнца, луны или галактического центра. Тогда шумовая температура антенны будет всего около 4 К, поэтому плотность шума на ее выходе будет где-то около -19.3 дБм/Гц.

С Дона:

Здесь есть над чем подумать. В идеальном диоде дробовой шум при сильном прямом смещении будет kTB/2. Правильно, при сильном прямом смещении идеальный диод шумит меньше, чем kTB. Когда я был подростком и впервые узнал об этом, я подумал: «Я собираюсь использовать это для создания твердотельного холодильника!». Но, оказывается, это непрактично.

Таким образом, во всяком случае, мне кажется, что коэффициент шума микшера может быть меньше, чем его потери.

Как раз когда вы думаете, что все это имеет смысл, отправляйтесь в лабораторию и попробуйте измерить коэффициент шума микшера… вы скоро увидите, что есть вещи, требующие объяснения, кроме “измерение было подозрительным”. С другой стороны, в большинстве приемников NF смесителя спрятан после LNA и не настолько важен, чтобы вам требовались 100% точные данные.

Из “Профессора”

Мы измерили NF, который был ниже, чем потери в смесителе. Я почти уверен, что это был однодиодный микшер L-диапазона. Наши измерения были действительно подозрительными, потому что потери преобразования этого микшера были выше, чем его изоляция гетеродина к ПЧ, и мы использовали широкополосный источник шума, такой как HP346B. Это означало, что мощность шума на ПЧ, поступающая на вход гетеродина, выходила на выходе ПЧ. Нам пришлось использовать всевозможные фильтры вокруг микшера, чтобы получить достойные измерения, и, насколько я помню, даже со всеми фильтрами коэффициент шума был немного ниже, чем потери.

Обычно часть с потерями теряет входную мощность, рассеивая ее. А диссипативная часть потерь вносит свой вклад в мощность шума, вот почему “коэффициент шума равен потерям” почти всегда верно, когда часть на 290К. Я сам видел микшеры, в которых коэффициент шума меньше, чем потери преобразования. На самом деле парень, которого мы оба знаем, когда он был стажером, сделал несколько измерений микшера, где коэффициент шума был значительно ниже, чем потери, и мне пришлось немного подумать о том, как это могло быть. Лучшее объяснение, которое я мог придумать в то время, заключалось в том, что значительная часть потерь преобразования микшера происходит из-за частотного расширения, т. порта одинаково, часть преобразуется в неправильную боковую полосу, а часть преобразуется в гармоники выходной частоты. И, конечно, часть потерь происходит от рассеянности. И наоборот, диоды смесителя создают дополнительную шумовую мощность, которая потенциально может увеличить коэффициент шума смесителя выше значения его потерь. Но я верю в сбалансированный микшер, большая часть этой шумовой мощности компенсируется.

 

 

 

Шум широкополосного гетеродина в пассивных ИС приемо-передающего микшера

статья [4]. SNR в /SNR на выходе с уровнем блокировки 5 дБм составляет 19 дБ. Это отмечается путем измерения минимального уровня шума на выходе преобразованного с понижением частоты сигнала в условиях блокировки. Эта точка находится прямо на кривой L = -160 дБн/Гц на рисунке 5. Эта область идеальна для характеристики шума гетеродина ( L ), поскольку шум буферного усилителя вносит основной вклад в кумулятивное ухудшение ОСШ, а тепловое шум можно не учитывать как приближение первого порядка. Мы можем перепроверить шум гетеродина из-за деградации SNR 19.дБ. Относя шум к входу, имеем Ni = -174 + 19 = -155 дБм/Гц. Поскольку используемый блокирующий уровень равен 5 дБм (Si), отношение сигнал/шум 90 103 L 90 104 = -160 дБн/Гц.

Корпус трансмиттера

В MAX2039 используется смеситель на пассивных полевых транзисторах с тем же буфером гетеродина, что и в MAX9994. Усилитель ПЧ MAX9994 зашунтирован внутри. ИС может использоваться как повышающий или понижающий преобразователь. Потери преобразования (L c ) составляют 7,0 дБ в обоих случаях. IP3 составляет 34,5 дБм в качестве преобразователя с понижением частоты и 33,5 дБм в качестве преобразователя с повышением частоты. При использовании в качестве преобразователя с повышением частоты тот же параметр шума гетеродина, определяемый измерениями приемника в «секции приемника», должен также определять минимальный уровень широкополосного выходного шума на ВЧ-порте. Чтобы это было правдой, взаимное смешивание шума буферного усилителя гетеродина ( L ) с входным ВЧ-блокировщиком в понижающем преобразователе должно быть таким же, как взаимное смешивание сигнала ПЧ с шумом ( L ), который заканчивается в порту передачи ВЧ. Если L можно измерить в MAX9994, который использует тот же пассивный смеситель и буферный усилитель, что и MAX2039, то мы сможем использовать те же L для вывода широкополосного шума передачи MAX2039. Наша цель состоит в том, чтобы использовать L , как определено измерением приема, чтобы вывести шум передачи и проверить шум передачи измерением.

При наличии блокиратора на участке 3 характеристики, скажем, P rf = 5dBm, усилитель ПЧ не компрессируется. Уровень шума на выходе пассивного смесителя в MAX9994 высок (P в – L c + L = 5 – 7 + 160 = -158 дБм/Гц) по сравнению с входным шумом Усилитель ПЧ (2,5 – 174 дБм/Гц). Этот шум просто усиливается усилителем ПЧ и попадает на выход MAX9994. Таким образом, измерение шума гетеродина части пассивного смесителя MAX9994 не мешает усилителю ПЧ.

Используя шум гетеродина, L = 160 дБн/Гц, определенный при работе пассивного смесителя в режиме приема, и потери преобразования, L c смесителя, можно получить следующее для передатчика. Для входного уровня сигнала ПЧ 10 дБм мы имеем РЧ-сигнал 3,0 дБм на выходе с минимальным шумом 3 – 160 = -157 дБм/Гц. Минимальный уровень шума при усилении внешним радиочастотным усилением в установке на 22,0 дБ должен давать N из 9.0119 = -135 дБм/Гц. Установка измерения в рис. 6 подтверждает это. Следовательно, мы можем использовать один параметр L (дБн/Гц), полученный при измерении шума блокировки, описанном в [4], для определения минимального уровня шума передачи.


Рис. 6. Экспериментальная установка для измерения выходного ВЧ-шума повышающего преобразователя.

Заключение

Мы рассмотрели влияние шума гетеродина на смесители приема и передачи базовой станции. В частности, измерение SNR гетеродина на обратных полевых транзисторах и смесителях с диодным сердечником, управляемых каскадами буферных усилителей, дает

  1. Деградация SNR (снижение чувствительности) приемника с преобразованием с понижением частоты в условиях блокировки, и
  2. Определяет минимальный уровень шума на выходе ВЧ при работе в качестве преобразователя с повышением частоты.
Мы показали, что одна спецификация шума гетеродина, L (дБн/Гц), для ИС базовой станции на основе пассивного смесителя позволяет оценить системные искажения в приложениях передачи и приема.

Библиография

  1. Смесители частот, уровень 17. (Доступно на сайте www.minicircuits.com)
  2. Х. Вольмут и В.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *