Эта схема улучшает воспроизводимость измерений, обеспечивая эталонные точки на кривой зависимости шума от частоты в выходном сигнале анализатора цепей. Она основана на микросхемах MAX4475, MAX427 и MAX4101 компании Maxim.
Измерения шума могут быть проблематичными. Они часто дают разные результаты при каждом измерении, даже если в схеме ничего не меняется. Испытательная схема на Рисунке 1 сводит к минимуму эту неопределенность в характеристиках оборудования (но, конечно, не в тестируемом устройстве). Схема делает это, предоставляя опорные точки на частотной характеристике шума в выходном сигнале, формируемом анализатором цепей.
 | ||
| Рисунок 1. | Эта схема увеличивает повторяемость измерений шума, позволяя пользователям откалибровать тестовую установку и устранить влияние шума, создаваемого самой схемой. | |
Обычная установка для проверки шума состоит из двухкаскадного усилителя, показанного в правой части рисунка. Каскад 1 увеличивает шум тестируемого устройства (device under test, DUT) на 40 дБ, делая шум, связанный с каскадом 2, относительно незначительным. Усилитель MAX427 был выбран для каскада 1 из-за низкого уровня шумов, как на низких, так и на высоких частотах. Второй каскад – это буфер с единичным усилением (MAX4101), обеспечивающий адекватное управление 50-омным входом анализатора. Он был выбран из-за низкого уровня шума и большого выходного тока. Вся схема защищена от электромагнитных помех заземленным металлическим корпусом.
Контрольные точки создаются путем первоначального заземления входа усилителя для определения уровня шума системы, а затем введения на вход известных значений шума. Эти входы усилителей выбираются трехпозиционными переключателями SW1 и SW2.
В положении 1 переключателя SW1 анализатор цепей за счет заземления входа усилителя измеряет собственные шумы тестовой установки. Позиция 2 подключает калибратор шума (источник с известными уровнями шума), а в позиции 3 подключается DUT для измерений после выполнения калибровок.
Калибратор представляет собой малошумящий буфер, вход которого через SW2 подключается к источникам калибровочного шума – пленочным резисторам RA – RC, тепловой шум которых можно рассчитать с помощью формулы:
где
k = 1.38 × 10–23 Дж/K – постоянная Больцмана,
T – температура (300 °K),
R – сопротивление.
Буфер MAX4475 выбран из-за низких шумов напряжения, а также из-за очень низкой плотности входного токового шума (0.5 фА/√Гц). Это, в свою очередь, позволяет подключать к входу большой диапазон номиналов резисторов, сохраняя при этом предсказуемое и поддающееся расчету напряжение шумов.
Для калибровки системы сначала установите переключатель SW1 в положение 2. Установите сопротивления резисторов R, уровни шума которых находятся в диапазоне ожидаемых значений для DUT, и измерьте их шумы, выбирая соответствующий резистор с помощью переключателя SW2. Разделите значения шумов, измеренных анализатором, на коэффициент усиления Каскада 1, чтобы получить истинную величину шума в узле A. Когда результаты измерений совпадут с расчетными величинами, установка будет готова к проведению измерений. В Таблице 1 рассчитанные значения шума сравниваются с измеренными на примере трех номиналов резистора.
| Таблица 1. | Сравнение измеренных и расчетных значений шума | ||||||||||||
| |||||||||||||
Для выполнения измерений подключите DUT, переведя SW1 в положение 3. RC фильтр 10 МОм/ 47 мкФ блокирует постоянную составляющую сигнала на низкоимпедансном выходе DUT.